专利名称：同轴逆向双转子风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机，尤指一种同轴逆向双转予风力发电机。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种同轴逆向双转于风力发电机，它主要包括机壳、内转子、外转子、内转子轴、外转子轴、轴承和驱动装置等；所述外转子通过外转子前、后夹板、螺栓、销钉固定在外转于轴上；所述外转子轴为空心轴，它通过轴承安装在机体内；所述内转子固定在内转子轴上，内转子轴通过轴承安装在所述空心的外转予轴内；所述驱动装置包括两组扭角角度相反的叶轮、叶片；其中，一组扭角角度受力后顺时针方向旋转的叶轮、叶片安装在所述内转子轴上，且安装在受力方向的前端；另一组扭角角度受力后逆时针方向转动的叶轮、叶片安装在所述外转子轴上，且安装在受力方向的后端。
所述驱动装置还包括两组传动装置，所述两组扭角角度相反的叶轮分别通过所述的两组传动装置与所述内转子和外转子相连。
所述内、外转子间设有散热装置。机壳的前面安装一前端盖。
所述内转子轴从机壳的一端伸出，所述外转子轴从机壳的另一端伸出。所述内、外转子轴也可均由机壳的一端伸出。
所述外转子轴上装有一组外转子滑环，外转子上的电枢绕组产生的电流由该滑环传给外转子电刷输出；所述内转子轴上装有一对内转予滑环，内转子上的激磁线圈的两端与固定在机壳上的内转子电刷相连。
由于本实用新型采用以上技术方案，即将原发电机的定子与机壳分离作为可旋转的外转子，原有的转子作为内转子，利用内转子旋转时产生的反作用力，使与机壳分离的定子即外转子向相反方向旋转，从而降低了单转子发电机转子转速的一倍，减少了驱动机的功率输出，节省了能源。以汽轮发电机为例，原发电机转子设计速度为3000转/分，本实用新型设计为内转子速度为1500转/分，外转子1500转/分，内、外转子转速方向相反，故整个转子相对机壳转速仍为3000转/分，这样就大大降低了单向要求转子3000转/分时消耗的机械能，提高了机械能转变成电能的效率。采用本实用新型技术方案，可降低风力发电机驱动叶片的材质要求，减小风轮直径，降低塔架高度，节约生产、安装成本。以大功率风力发电机为例美国夏威夷的3200千瓦风力发电机的叶片长48.8米，风轮直径98米，塔高66米；如果采用本实用新型技术方案，以相同的尺寸设计改用双转子发电机，输出功率会在4200千瓦以上。本实用新型结构简单、更科学、省力。
本实用新型提供了一种同轴逆向双转子风力发电机，所谓“同轴逆向双转子风力发电机”是指在同一条轴线上固定有两个相对转动的转子，通过两个转子的相对旋转发电。本发明的发电原理与传统的单转子发电机发电原理相同，区别在于本发明改变了原发电机转子的转动形式，由一个转子变为两个转子，将原转子作为内转子，将原定子与机壳分离形成可以转动的外转予。
图1为本实用新型同轴逆向双转子风力发电机组件结构示意图，本实用新型是在传统风力发电机的基础上改造而成，将传统发电机的定子与机壳分离形成可以转动的外转子，将原转子作为内转子；将内、外转子分别装在内、外转子轴上，构成双转子，根据作用力与反作用力原理，使内、外转子同时旋转发电，从而提高效率、节约能源。
如图所示，本实用新型同轴逆向双转予风力发电机主要包括机壳1、内转子2、外转子3、内转子轴5、外转子轴6、轴承和风力驱动装置等。其具体结构如图所示，将传统发电机的定子与机壳分离作为可以转动的外转子3，通过外转子前、后夹板10、11、螺栓12、销钉13固定在外转子轴6上。所述外转子轴6为空心轴，它通过轴承9安装在机体内。在外转子轴6上装有一组外转子滑环14，外转子3上的电枢绕组产生的电流由该滑环传给外转子电刷15输出。内转子2与传统发电机转子结构相同，固定在内转子轴5上，内转子轴5通过轴承7、铜套8安装在空心的外转子轴6内，内转子轴、外转子轴、机体之间均用轴承连接。在内转子轴5上也同样装有一对内转子滑环16，内转子2上的激磁线圈的两端与固定在机壳1上的内转子电刷17相连。将组装在一起的内、外转子安装、固定在机壳1内，并在机壳1的前面安装一前端盖18。为了使内、外转子旋转时产生的热量尽快散去，在内、外转子间设有多个散热片19。
本实用新型通过轴承和铜套的连接，将内、外转子、机壳形成独立的三个部分，使内、外转子可以自由的转动。设定内转子顺时针方向旋转，根据作用力与反作用力原理，外转子逆时针方向旋转，采用两个转子逆向旋转产生的电能远远超过一个转子旋转产生的电能。根据发电机驱动方式的不同，本实用新型设计为f型和T型。如图2所示，f型同轴逆向双转子发电机为两端驱动式，即内转予轴5从机壳1的一端伸出，外转子轴6从机壳1的另一端伸出，这种驱动方式的发电机适用于风力发电机。图3为T型同轴逆向双转子发电机。如图所示，所谓T型同轴逆向双转子发电机是指内、外转子轴均由机壳1的一端伸出，机壳1的另一端可以用作驱动励磁机，适用于水轮机、汽轮机。无论是f型还是T型，其工作原理是相同的，均要求内、外转子的旋转方向相反、转速相等。方向相反是指内转子顺时针旋转，外转子逆时针旋转。转速相等是指内转子对静止的转速等于外转子对静止的转速，只求相对相等，不求绝对相等，只要内、外转子转速之和等于设计要求即可，至于一个转子大于或小于另一个转子的转速时，并不影响发电机发电质量。
图4为本实用新型驱动部分结构示意图，本实用新型的内、外转子是通过两组叶轮和叶片进行驱动的。如图所示，在内转子轴上安装一组扭角角度受力后顺时针方向旋转的叶轮、叶片20，安装在受力方向的前端；在外转子轴上安装一组扭角角度受力后逆时针方向转动的叶轮、叶片21，安装在受力方向的后端。使两组叶轮、叶片在受同一方向力的作用下作不同方向的旋转。风力发电机通常通过塔架固定在地面，为使风力发电机的叶片处于最佳状态，可在塔架下部通过转向轴承固定一风向舵22，使叶片20、21始终向迎风方向。这种方法为小功率风力发电机，而大功率发电机则要两个风轮分别驱动两组变速器、离合器等传动装置带动内转子和外转子作不同方向的旋转。
本实用新型同轴逆向双转子发电机可以制成直流发电机，也可以制成单相交流发电机和同步三相发电机。本实用新型发电机部分同时适用于汽轮发电机和水轮发电机。
权利要求1.一种同轴逆向双转子风力发电机，其特征在于它主要包括机壳、内转子、外转子、内转子轴、外转子轴、轴承和驱动装置等；所述外转子通过外转子前、后夹板、螺栓、销钉固定在外转子轴上；所述外转子轴为空心轴，它通过轴承安装在机体内；所述内转子固定在内转子轴上，内转子轴通过轴承安装在所述空心的外转子轴内；所述驱动装置包括两组扭角角度相反的叶轮、叶片；其中，一组扭角角度受力后顺时针方向旋转的叶轮、叶片安装在所述内转子轴上，且安装在受力方向的前端；另一组扭角角度受力后逆时针方向转动的叶轮、叶片安装在所述外转子轴上，且安装在受力方向的后端。
2.根据权利要求1所述的同轴逆向双转子风力发电机，其特征在于所述驱动装置还包括两组传动装置，所述两组扭角角度相反的叶轮分别通过所述的两组传动装置与所述内转子和外转子相连。
3.根据权利要求1或2所述的同轴逆向双转子风力发电机，其特征在于所述内、外转子间设有散热装置。
4.根据权利要求1或2所述的同轴逆向双转子风力发电机，其特征在于所述机壳的前面安装一前端盖。
5.根据权利要求4所述的同轴逆向双转子风力发电机，其特征在于所述内转子轴从机壳的一端伸出，所述外转子轴从机壳的另一端伸出。
6.根据权利要求4所述的同轴逆向双转子风力发电机，其特征在于所述内、外转子轴均由机壳的一端伸出。
7.根据权利要求5或6所述的同轴逆向双转子风力发电机，其特征在于所述外转子轴上装有一组外转子滑环，外转子上的电枢绕组产生的电流由该滑环传给外转子电刷输出；所述内转子轴上装有一对内转子滑环，内转子上的激磁线圈的两端与固定在机壳上的内转子电刷相连。
专利摘要本实用新型公开了一种同轴逆向双转子风力发电机，它要由机壳、转子、转子轴、轴承和驱动装置等构成。所述转子由内转子和外转子构成；外转子通过外转子前、后夹板、螺栓、销钉固定在外转子轴上；外转子轴为空心轴，它通过轴承安装在机体内。所述内转子固定在内转子轴上，内转子轴通过轴承、铜套安装在空心的外转子轴内。内转子轴上安装一组扭角角度受力后顺时针方向旋转的叶轮、叶片；外转子轴上安装一组扭角角度受力后逆时针方向转动的叶轮、叶片。当内转子顺时针旋转时，内转子产生的反作用力作用在外转子上使外转子逆时针旋转，这样充分地利用了内转子产生的反作用了，提高机械能转变成电能的效率，节约了能源。
文档编号H02K16/02GK2556381SQ0223574
公开日2003年6月18日 申请日期2002年5月27日 优先权日2002年5月27日
发明者徐鸣 申请人:徐鸣