[发明专利]一种高效混合型风力发电机

说明书

本发明公开了一种高效混合型风力发电机，包括锥体、H型风轮、连接盘、永久磁铁上盘、永久磁铁下盘、连接支撑、能量转换装置、增速器、发电机组和支座；所述锥体转动连接H型风轮，锥体的一端固定连接连接盘，并通过连接盘与连接盘上的永久磁铁上盘连接形成一个整体；所述H型风轮通过增速器与发电机组连接，所述支座上设有发电机组，增速器一端连接发电机组，另一端连接能量转换装置和H型风轮。本发明结构简单，实现叶片的振动发电，能方便地制作大功率及特大功率风力发电机，充分利用高度方向上的风力资源，并且能够解决垂直轴风力发电机自启动困难的难题。

技术领域

本发明属于风能发电技术领域，特别是涉及一种高效混合型风力发电机。

背景技术

随着常规能源的日渐消耗和全球生态环境恶化情况的日益加重，风能作为一种无污染可再生的新能源有着巨大的发展潜力，不管是对于风能资源丰富沿海城市，原始山区及广阔草原等，还是对于因交通不便电网发展缓慢的偏远农村边疆，都有着十分重要的意义。风力发电所需要的装置，称为风力发电机组，其主要包括风轮、发电机、铁塔，以及尾舵等，根据风轮旋转轴的安装方式可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，其中水平轴风力发电机的叶片一般为2-4片，且随着风力发电机输出功率的增大，叶片的尺寸也会相应地增大，如1.5MW风力发电机的叶片长度约为35-40米，其风轮直径则达到80-100米，其铁塔的高度也要达到80-100米左右，因此水平轴风力机的土地占地率高。

为了捕捉到更大的风能，需要增大风力发电机的叶片尺寸，而叶片尺寸的增大会给其运输、安装带来更大的困难，目前风力发电机叶片的成本约占其总成本的25-30％，如2MW风力机叶片的成本约为1100万元左右。

无叶片风力发电机在水平面上占地面积小，但在垂直空间上占据了大量的空间，造成了垂直方向上材料以及空间上的浪费。

垂直轴风力发电机的风轮围绕一个垂直轴旋转，由于垂直轴风力机的叶片受到材料和结构的客观限制，在风速较低的情况下，自启动性能差，导致发电机的低速启动性能不够理想，造成了低风速时发电效率较低。

发明内容

本发明的目的是为了克服风力发电机发电效率低和自启动困难的问题，提供了一种结构简单、充分利用高度方向上振动能量的高效混合型风力发电机。

本发明采用的技术方案为：一种高效混合型风力发电机，包括锥体、H型风轮、连接盘、永久磁铁上盘、永久磁铁下盘、连接支撑、能量转换装置、增速器、发电机组和支座；

所述锥体转动连接H型风轮，锥体的一端固定连接连接盘，并通过连接盘与连接盘上的永久磁铁上盘连接形成一个整体；

所述H型风轮通过增速器与发电机组连接，所述支座上设有发电机组，增速器一端连接发电机组，另一端连接能量转换装置和H型风轮；

所述能量转换装置上设有永久磁铁下盘，所述永久磁铁上盘通过连接支撑与永久磁铁下盘连接，永久磁铁上盘固定在连接盘上，永久磁铁上盘和永久磁铁下盘相对的平面保持平行，且永久磁铁上盘与永久磁铁下盘相对面的磁极相斥。

所述锥体、H型风轮、连接支撑和能量转换装置连接在一起形成一个整体；

当风作用在锥体时，由于卡门涡街原理，会对锥体产生一个周期性的交变横向力，从而引起锥体产生周期性的振动，锥体得到的振动频率和振幅通过连接支撑传递到能量转换装置，从而实现锥体所获取风能的传递与转变；

当风作用在H型风轮时，由于作为风轮垂直轴的锥体是非固定的，会对风轮产生一个非周期性的交变力，从而引起锥体产生非周期性的振动，锥体得到的振动频率和振幅通过连接支撑传递到能量转换装置，从而实现H型风轮所获取风能的传递与转变；

所述增速器一端连接能量转换装置和H型风轮，另一端连接发电机组；当能量转换装置将锥体、H型风轮由振动获取的风能转变成动能后，增速器将能量转换装置输出的旋转速度进行增速，并传送给发电机组发电。