[发明专利]对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置

说明书

技术领域

本发明属风力发电技术领域。具体涉及对称翼型扇风力机技术、永磁悬浮技术、磁动机技术、发电机技术、变流器技术。

背景技术

目前，大量使用的风力发电机是“三叶式水平轴风力发电机”。它由细长的杆件：叶片和塔架以及水平轴构成风力机，该机将风能转化成动能，在水平轴的尾端与发电机相连结进行发电。这一技术的缺点是：

1、一台风力机与一台发电机对应，风速低了不能发电，风速高了必须采用“扭头”、“仰头”、“转动机舱迎风角度”、“变桨距”等方式来减少风力对风车叶片的作用，实质上是浪费了风能；

2、发电能力低，世界领先水平为3MW，研发当中的为7MW。3MW风力机的风轮直径已达130米，塔架高近80米，安装难度大，维检难度大；

3、风叶对地表湍流风适应能力差，只有高架风力机才能有效工作；

4、轴的转速低，而“尖速比”过大(即风轮叶片的尖部线速度过大)，既产生了很大的噪声，又降低了经济寿命；

5、造价高：0.6万人民币/kW。

发表以上技术的论文和专著很多如《风能技术》[美Tony Burton等著，武鑫等译](2007年9月第一版)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，以改进公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，主要结构为：

一风塔，其顶面为安装风力机的底座；

风力机的主轴设置在底座的中央；

风力机的主轴上端和下端分别连接上轮圆和下轮圆；

上轮圆和下轮圆之间垂直且等间距地连接有对称翼型扇，对称翼型扇的前缘朝向一致；

下轮圆的下表面靠近边缘处上设置有上环永磁轨，该上环永磁轨的转动中心与主轴的轴心重合；

对应上环永磁轨的下方为下环永磁轨，下环永磁轨固定在环架上，环架固定在底座上，上环永磁轨和下环永磁轨的结构相同、半径相等、上下对正、同性磁极相对应；上环永磁轨和下环永磁轨之间产生将风力机悬起的斥悬浮力；

在下轮圆的下表面并在上环永磁轨的内侧，设置有直线定子环轨；该直线定子环轨和上环永磁轨的转动中心相同，且均与主轴的轴心重合；

直线定子环轨中N极永磁体与S极永磁体大小相等，且在纵横两个方向上均等间距异极相间隔排列；

在直线定子环轨的正下方环形设置有若干个转子轮，转子轮上设有纵横排列的永磁极，其中转子轮上的N极永磁体与S极永磁体大小相等、间距相同、且异性磁极相间隔地排列；同时，转子轮上的永磁极大小与排列方式和直线定子环轨上的永磁极大小与排列方式完全相同；转子轮中的N极永磁体与直线定子环轨中的S极永磁体对应；转子轮中的S极永磁体与直线定子环轨中的N极永磁体对应；

直线定子环轨的宽度与转子轮的宽度相同；

转子轮的轮轴固定在轮座上，该轮轴连接发电机的转动轴，并带动发电机转动发电。

所述的对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，其中，风力机的主轴通过轴承与上轮圆和下轮圆的一端连接。

所述的对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，其中，上轮圆和下轮圆与对称翼型扇的连接处设有翼座，对称翼型扇的两端插入翼座内固定。

所述的对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，其中，对称翼型扇的两端和翼座内之间的固定是用螺栓或焊接的方法。

所述的对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，其中，翼座与上轮圆和下轮圆之间的连接是用螺栓固定。

所述的对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，其中，风力机的上方设置有防护伞，该防护伞与主轴连接固定。

所述的对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，其中，主轴和翼座均为金属材质制造。

所述的对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，其中，对称翼型扇为铝合金、玻璃钢或碳纤维等材料制造。

所述的对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置，其中，轮圆为钢材或铝合金制造。

所述的对称翼型扇风力机及磁浮磁动发电装置，其中，风塔为钢筋混凝土或钢材制造。

附图说明

图1为本发明对称翼型扇风力机及其磁浮磁动发电装置主剖面示意图

图2为图1中B-B处俯视剖面结构示意图

图3位图1中C-C处仰视剖面结构示意图

图4为图1中A-A处俯视剖面结构示意图

图5为图1中K处放大剖面结构示意图

图6为图1中H处放大剖面结构示意图

图7为图3中M处放大结构示意图