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直驱式前、后 风轮对旋风 力发电机

阅读：538发布：2020-11-25

专利汇可以提供直驱式前、后风轮对旋风力发电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种直驱式前、后风轮对旋风力发电机，其目的是解决现有的对转风力发电机能量利用效率低的技术问题。该发电机由前后转向相反的两个风轮组成，驱动对转发电机的内外转子，第一风轮和第二风轮上分别有三只高升阻比翼型，并经过合理的功率和流动匹配满足提高风功率利用系数。使得发电机的风能利用效率由现有技术的40％提高到58％。，下面是直驱式前、后风轮对旋风力发电机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种直驱式前、后风轮对旋风力发电机，包括第一风轮(18)、第二风轮(19)、内转子(5)、外转子(7)、第一轴承(2)、第二轴承(9)和稀土永磁体(6)，其特征在于：还包括前输入轴(1)、后输入轴(10)，前输入轴(1)由固定在前箱盖(4)端部的第一轴承(2)支撑，第一轴承(2)与前箱盖(4)之间有第二绝缘衬套(23)；前输入轴(1)的一端固连第一风轮(18)，另一端连接在内转子(5)上；前输入轴(1)从高压集电环(14)与低压集电环(15)的中间开始到其末端由第一绝缘衬套(3)包裹；线圈绕组缠绕于28个凹凸结构的矽钢片(17)上，形成28个线圈绕组；线圈绕组的两端分别连接于电桥(11)输入端，经电桥整流后形成直流电，高压端通过高压紧固螺栓(13)导入前输入轴(1)上第一绝缘衬套(3)内侧，低压端通过低压紧固螺栓(12)连接于前输入轴(1)上第一绝缘衬套(3)外侧；后输入轴(10)由固定于后箱盖(8)后端的第二轴承(9)支撑；后输入轴(10)一端固连第二风轮(19)，另一端与外转子(7)固连，外转子(7)内侧均匀分布有32个稀土永磁体(6)；前箱盖(4)与后箱盖(8)通过螺栓(16)连接形成一个整体，留有与风力机塔架(20)连接的法兰。
2.根据权利要求1所述的直驱式前、后风轮对旋风力发电机，其特征在于：所述第一风轮(18)和第二风轮(19)上分别有三只高升阻比翼型。
3.根据权利要求1或2所述的直驱式前、后风轮对旋风力发电机，其特征在于：所述第一风轮(18)与第二风轮(19)的直径比是1∶1.25。

说明书全文

直驱式前、后风轮对旋风 力发电机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种风力发电机，特别涉及一种直驱式前、后风轮对旋风力发电机。

背景技术

[0002] 参照图4。文献“专利号是ZL200720092269.2的中国实用新型专利”公开了一种对转风力发电机。该风力发电机由主轴21、内转子5、外转子7、第一风轮18、第二风轮19和外壳22构成。其主轴21装置在内转子5内中部，内转子5由两个第一轴承2装置在外转子7内中部，第一风轮18装置在主轴21上端；外转子7由两个第二轴承9装置在外壳22内部，第二风轮19装置在外转子7上端。该风力发电机采用对转风轮，可以提高单个风力机的能量转化效率。但从公开材料来看，该风力发电机为垂直轴风力发电设备，属于阻力型风力机，另外其两个相互反向旋转的风轮安装于轴的同端，轴向距离较小，产生相互干扰，导致风能利用率相对较低。其风能利用效率最大也仅仅为40％。

发明内容

[0003] 为了克服现有的对转风力发电机能量利用效率低的不足，本发明提供一种直驱式前、后风轮对旋风力发电机。该发电机由前后转向相反的两个风轮组成，驱动对转发电机的内外转子，可以进一步提高单个风力机的风能利用效率。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种直驱式前、后风轮对旋风力发电机，包括第一风轮18、第二风轮19、内转子5、外转子7、第一轴承2、第二轴承9和稀土永磁体6，其特点是：还包括前输入轴1、后输入轴10，前输入轴1由固定在前箱盖4端部的第一轴承2支撑，第一轴承2与前箱盖4之间有第二绝缘衬套23；前输入轴1的一端固连第一风轮18，另一端连接在内转子5上；前输入轴1从高压集电环14与低压集电环15的中间开始到其末端由第一绝缘衬套3包裹；线圈绕组缠绕于28个凹凸结构的矽钢片17上，形成28个线圈绕组；线圈绕组的两端分别连接于电桥11输入端，经电桥整流后形成直流电，高压端通过高压紧固螺栓13导入前输入轴1上第一绝缘衬套3内侧，低压端通过低压紧固螺栓12连接于前输入轴1上第一绝缘衬套3外侧；后输入轴10由固定于后箱盖8后端的第二轴承9支撑；后输入轴10一端固连第二风轮19，另一端与外转子7固连，外转子7内侧均匀分布有32个稀土永磁体6；前箱盖4与后箱盖8通过螺栓16连接形成一个整体，留有与风力机塔架20连接的法兰。

[0005] 所述第一风轮18和第二风轮19上分别有三只高升阻比翼型。

[0006] 所述第一风轮18与第二风轮19的直径比是1∶1.25。

[0007] 本发明的有益效果是：由于前后转向相反的两个风轮组成的对旋风力发电机，驱动发电机的内外转子，使得发电机的风能利用效率由现有技术的40％提高到58％。

[0008] 下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

[0009] 图1是本发明直驱式前、后风轮对旋风力发电机的结构示意图。

[0010] 图2是图1的A-A剖视图。

[0011] 图3是本发明直驱式前、后风轮对旋风力发电机的整体结构图。

[0012] 图4是背景技术风力发电机的结构示意图。

[0013] 图中，1-前输入轴，2-第一轴承，3-第一绝缘衬套，4-前箱盖，5-内转子，6-稀土永磁体，7-外转子，8-后箱盖，9-第二轴承，10-后输入轴，11-电桥，12-低压端紧固螺栓，13-高压端紧固螺栓，14-高压端集电环，15-低压端集电环，16-螺栓，17-矽钢片，18-第一风轮，19-第二风轮，20-塔架，21-主轴，22-外壳，23-第二绝缘衬套。

具体实施方式

[0014] 参照图1～3。直驱式前、后风轮对旋风力发电机包括第一风轮18、第二风轮19、前输入轴1、后输入轴10、内转子5、外转子7、第一轴承2、第二轴承9和稀土永磁体6，前输入轴1的一端固连第一风轮18，另一端连接线圈绕组形成内转子5上，第一风轮18吸收来流风功率驱动发电机前输入轴1顺时针旋转；前输入轴1由固定在前箱盖4端部的第一轴承2支撑；前输入轴1从高压集电环14与低压集电环15的中间开始到其末端由第一绝缘衬套3包裹；线圈绕组缠绕于28个凹凸结构的矽钢片17上，形成28个线圈绕组；线圈绕组的两端分别连接于电桥11输入端，经电桥整流后形成直流电，高压端通过高压紧固螺栓13导入前输入轴1上第一绝缘衬套3内侧，低压端通过低压紧固螺栓12连接于前输入轴1上第一绝缘衬套3外侧；高压端电流通过高压集电环14将旋转部件的电能导出，低压端通过低压端集电环15连接形成通路；第一轴承2与前箱盖4之间安装有第二绝缘衬套23；后输入轴10一端固连第二风轮19，另一端与外转子7固连。后输入轴由固定于后箱盖8后端的第二轴承9支撑；第一风轮18和第二风轮19上分别有三只高升阻比翼型，并经过合理的功率和流动匹配满足提高风功率利用系数。其中下风轮19的直径是第一风轮18直径的1.25倍，吸收第一风轮18剩余风功率。外转子7内侧均匀分布有32个稀土永磁体6，随同外转子逆时针旋转；前、后箱盖通过螺栓16连接形成一个整体，通过安装法兰连接风力机塔架20。

[0015] 直驱式前、后风轮对旋风力发电机在小型低速风洞中做了测试，通过测量电机输出的电压与电流以及发电机效率获得了风力机所产生的功率。经测试该风力机启动风速为1.0m/s，可实现微风发电，风能利用系数为0.2；1～10m/s风速区间风能利用系数快速提高；在设计风速10m/s时风能利用系数0.58；并且在10～15m/s风速段，保持风能利用系数在0.58左右；15～20m/s风速区风能利用系数保持在0.5左右。

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