多发电机轴向设置电能量并联输出垂直轴风力发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及垂直轴风力发电技术，尤其为一种将多发电机轴向设置并与风机传动机构结构成一个整体，且电能量并联输出的可调控垂直轴风力发电系统。
【背景技术】
[0002]在现有的垂直轴风力发电机中，通常采用单一发电机，发电机设置在风机的底部或中部位置，尤其是针对较大功率垂直轴风机，发电机如何安全可靠地设置？风机叶片通过什么传动机构与发电机转子连接？等都会给结构设计胶施工安装带来难题，再则，在风速变化频繁的风况条件下，垂直轴风机驱动性能参数单一的发电机，很难获得较大的风电转换效能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种由多组电机同轴叠加且电能量并联输出可调控垂直轴风力发电机。
[0004]为实现上述目的，本发明技术方案是，此种多发电机轴向设置电能量并联输出垂直轴风力发电系统，其构成包括有，风机叶片、传动支架、风机基座、发电机及外围电路，其特征在于:所述传动支架由中心轴和外壳构成，中心轴位于外壳中央，且中心轴的中心线与外壳的轴中心线重合，若中心轴固定则外壳旋转，若中心轴旋转则外壳固定，风机叶片或与旋转外壳固定、或与转动中心轴固定，若干个发电机沿中心轴轴向设置在中心轴与外壳之间的空腔内。
[0005]在上述技术方案中，所述传动支架由中心固定轴和旋转外壳构成，旋转外壳内壁环状设置有若干偶数个永磁体，且相邻永磁体的磁极性相异，若干个绕有励磁线圈和感应线圈的定子铁芯依次套装于中心固定轴，各个定子铁芯的磁极面与旋转外壳内壁上设置的永磁体磁极面之间存在气隙，各个定子的励磁线圈和感应线圈引线从中心固定轴的空腔中引出，升力型叶片通过水平连接臂与旋转外壳上下两端的安装支臂固定连接，阻力型叶片的上下端部与旋转外壳的上下两端的安装盘架固定连接，旋转外壳的上下两端设置有轴承，上下轴承将中心固定轴定位。
[0006]在上述技术方案中，所述每个发电机感应线圈电流输出端各自连接一个独立的全波整流电路，各个全波整流电路输出端连接直流汇流排，外部励磁电源经激励电源与控制单元，分别为各个发电机励磁线圈提供可控大小的励磁电流，所述旋转外壳上设置有测速传感器，转速采集单元将风机转速信号送到激励电源与控制单元。
[0007]在上述技术方案中，所述传动支架由中心固定轴和旋转外壳构成，若干个永磁体旋转圆盘和若干个圆盘状感应线圈成对地、相间地设置在中心固定轴和旋转外壳之间的空腔内，每个永磁体旋转圆盘由圆形托盘和若干永磁体构成，圆形托盘中央有通孔，若干偶数个永磁体以该圆形托盘的圆心为中心，对称地、呈环状地布置于该圆形托盘表面，且使相邻永磁体的磁极性相异；每个圆盘状感应线圈是由一个刚性圆盘形框架与若干组感应线圈构成，每个刚性圆盘形框架中央有通孔，各组感应线圈沿刚性圆盘形框架的圆心点均衡地、对称地分布置，刚性圆盘形框架将各组感应线圈固定成圆盘形，中心固定轴贯穿各个永磁体旋转圆盘和各个圆盘状感应线圈中央的通孔，各个圆盘状感应线圈的引出线从中心固定轴的空腔中引出，全部永磁体旋转圆盘与旋转外壳固定为一个整体，全部圆盘状感应线圈与中心固定轴固定为一个整体，升力型叶片通过水平连接臂与旋转外壳上下两端的安装支臂固定连接，阻力型叶片的上下端部与旋转外壳的上下两端的安装盘架固定连接，旋转外壳的上下两端安装有轴承，上下轴承将中心固定轴定位。
[0008]在上述技术方案中，所述传动支架由中心转动轴和固定外壳构成，若干个永磁盘式发电机叠加设置在中心转动轴与固定外壳之间的空间内，所述永磁盘式发电机由永磁体旋转圆盘和圆盘状感应线圈构成，每个永磁体旋转盘由圆形托盘和若干永磁体构成，圆形托盘中央有通孔，若干永磁体以该圆形托盘圆心为中心，对称地、呈环状地布置于该圆形托盘表面，且使相邻永磁体的磁极性相异，每个圆盘状感应线圈由一个刚性圆盘形框架与若干组感应线圈构成，每个刚性圆盘形框架中央有通孔，各组感应线圈沿刚性圆盘形框架的圆心点均衡地、对称地分布置，刚性圆盘形框架将各组感应线圈固定成圆盘形，中心固定轴贯穿各个永磁体旋转盘和各个圆盘状感应线圈中央的通孔，使得若干个永磁体旋转圆盘和若干个圆盘状感应线圈成对地、相间地设置在中心固定轴和旋转外壳形成的空腔内，各个圆盘状感应线圈的引出线从中心固定轴的空腔中引出，全部永磁体旋转圆盘与中心转动轴固定为一个整体，全部圆盘状感应线圈与固定外壳固定为一个整体。
[0009]在上述技术方案中，每个发电机感应线圈输出端各自连接一个独立的整流电路，各个整流电路输出端连接直流汇流排。
[0010]在上述技术方案中，所述传动支架由中心固定轴和旋转外壳构成，若干个轴向设置的发电机中，至少有一个是永磁发电机，其余为励磁发电机。
[0011 ] 在上述技术方案中，所述传动支架由中心转动轴和固定外壳构成，若干个轴向设置的发电机中，至少有一个是永磁发电机，其余为励磁发电机。
[0012]在上述技术方案中，所述传动支架由中心转动轴和固定外壳构成，在中心转动轴和固定外壳之间的空间内，设置至少有一个永磁发电机、两个以上励磁发电机并组及齿轮变速机构，该永磁发电机的永磁体与中心转动轴固定，该永磁发电机的感应线圈设置于固定外壳内壁，每个励磁发电机并组又由两个励磁发电机平行设置构成，齿轮变速机构的主动齿轮与中心转动轴固定，而同一个励磁发电机并组的各个励磁发电机转子轴与齿轮变速机构的从动齿轮固定。
[0013]在上述技术方案中，永磁发电机感应线圈电流输出端经过全波整流处理后，既输出至直流汇流排，又输出至激励电源与控制单元，每个励磁发电机感应线圈电流输出端各自连接一个独立的全波整流电路，各个整流电路输出端连接直流汇流排，激励电源与控制单元为各个励磁发电机提供励磁电流，励磁发电机的励磁电流受励磁电源与控制单元控制，所述永磁发电机感应线圈电流输出端并联有转速采集单元，该采集单元将永磁发电机三相输出电流的频率信号检测出来，并输出给励磁电源与控制单元，进而由励磁电源与控制单元分别控制各个励磁发电机励磁电流的大小。
[0014]在上述技术方案中，所述旋转外壳由上端盖、下端盖、外壳体构成，上端盖和下端盖中心位置分别设置有轴承，上端盖和下端盖分别与外壳体上下两端固定连接，中心固定轴由上端盖轴承和下端盖轴承定位，上端盖和下端盖分别设置有安装架，该安装架与阻力型叶片的上下端部固定连接，上端盖和下端盖还分别设置有连接支臂，该连接支臂分别与升力型叶片的水平连接臂固定连接。
[0015]在上述技术方案中，所述传动支架的固定外壳与风机基座固定连接，所述传动支架的中心转动轴从固定外壳上端伸出的部分固定有连接支架，该连接支架与升力型叶片、阻力型叶片固定。
[0016]本发明的优点在于:
1.将传统垂直轴风机中用来与升力型叶片和阻力叶片连接固定的承重受力支架改造为风机叶片动力传动支架，并将该传动支架与风机驱动的发电机进行了结合，做出了一体化结构设计，从而有效地避开了传统大型垂直轴风力发电机中，独立单体的发电机与风机结构之间