[发明专利]一种垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机，尤其是垂直轴的风力发电机。

背景技术

众所周知，风力发电机包括水平轴和垂直轴两种，其发电原理基本一致，发电效率均跟风速和风轮有效风能利用面积有关，简单的说就是风轮越大越高其发电效率就越高。经过多年的发展，水平轴风力发电机得到了比垂直轴风力发电机更好的发展，其原因在于，在水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机的塔柱所能承载的极限高度下，水平轴风力发电机的风轮对风能的利用率要比垂直轴风力发电的风轮高。水平轴风力发电机经过多年的研究，可以说已经到达了技术的瓶颈，很难再有重大的突破，由于水平轴风力发电机的风轮对塔柱的横向剪切力较大，这就限制了塔柱的高度，从而限制了风轮所能达到的高度以及有效风能利用面积；但是垂直轴风力发电机则不同，其风轮对塔柱的横向剪切力较小，也就是说，在塔柱承载允许的情况下，垂直轴风力发电机的风轮能够做得更高更大来提升其发电效率，所以说垂直轴风力发电机更具有发展前景。目前已经有诸多的垂直轴风力发电机在发展，如本申请人在先有对垂直轴风力发电机进行专利申请，公开号为CN101545457的一种垂直风力发电机，包括中心塔柱、位于中心塔柱上的一个以上的垂直风力发电单元，所述垂直风力发电单元包括第一轴承、发电机、第二轴承、第三轴承、叶片。所述发电机下方设有连接法兰，所述连接法兰与发电机转子下端固定连接，所述发电机转子上端与第二轴承外圈连接。所述连接法兰下方设有励磁机，所述励磁机包括转子、定子，所述励磁机转子上端与连接法兰连接，下端与第一轴承外圈连接，所述叶片下端与第二轴承外圈固定连接，叶片上端与第三轴承外圈固定连接。该种结构的发电机为外转子发电机，而内定子环抱中心塔柱，为了结构的坚固，中心塔柱直径一般做得比较大，因此，发电机的直径也相应需要做得非常大，相应的励磁机也要做得比较大，如此庞大的发电机启动难，而且大电机的制造成本高，而且对如此庞大的电机维修检修也不方便；另外，该种设计的垂直轴风力发电机，原理上适合在中心塔柱上放置多个风力发电单元以增加其发电量，但是实际上，往往由于条件不足而难以达到要求，主要原因是由于每台发电单元的叶片和发电机重量较大，而中心塔柱的承受能够达不到要求，因此现有状况，中心塔柱上只能放置两台发电单元，这样一来限制了垂直轴风力发电机向高功率发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力发电机，风轮的负载小，启动风速更小；每台发电单元的成本低，将发电机尺寸大大缩小，降低维修检修难度；中心塔柱上可安装的发电单元数量更多，增加垂直轴风力发电机的整体发电功率。