[实用新型]一种无轴集风式风力发电机

说明书

一种无轴集风式风力发电机，涉及一种风力发电机，所述风力发电机包括发电机集风罩和风力发电机叶片；集风罩工作段的绕线定子和永磁体转子组成发电机，风力发电机叶片与永磁体转子固定连接；风力发电机集风罩由收缩段、工作段、扩张段和柔性立边段组成；集风罩的工作段和绕线定子构成沟槽，沟槽内放置轴承，轴承外侧端与沟槽固定连接，轴承内侧端与永磁体转子固定连接。本发明集风式水平轴风力发电机的启动风速更低，拓宽了风力发电机风速适用范围，能够有效提高风力发电机的输出功率，在高风速下由于柔性立边顺风变形，变小的立边迎风面积能够大幅度减小气动载荷。具有较高的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种风力发电机，特别是涉及一种无轴集风式风力发电机。

背景技术

随着化石能源与环境问题的日益紧张，风能作为清洁可再生能源，其占可再生能源的比重越来越大。积极利用风能有助于多元能源供给发展，提高我国能源安全保障水平。水平轴风力发电机是风力发电机典型的结构型式，随着设计水平的不断提高，风力发电机的气动效率已经达到很高的水平，若想突破现有风力发电机的气动效率的贝茨极限，必须探索新风力发电机结构型式。

传统聚能型水平轴风力发电机的轮毂和发电机置于集风罩内，这样对于集风罩的集风效果和流场品质不利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无轴集风式风力发电机，本发明风力发电机集风罩的结构将发电机的定子和转子集成在集风罩上，集风罩内只有风力发电机叶片，没有轮毂、支撑等配件；集风罩采用气动外形，在低风速下具有更高的集风系数，能够有效提高风力发电机的输出功率，在高风速下由于柔性立边顺风变形，变小的立边迎风面积能够大幅度减小气动载荷。

本发明的技术方案如下：

一种无轴集风式风力发电机，由集风罩和风力发电机叶片组成，集风罩工作段的绕线定子和永磁体转子组成发电机，风力发电机叶片与永磁体转子固定连接。

所述无轴集风式风力发电机的集风罩由收缩段、工作段、扩张段和柔性立边段组成。

所述无轴集风式风力发电机集风罩的工作段和绕线定子构成沟槽，沟槽内放置轴承，轴承外侧端与沟槽固定连接，轴承内侧端与永磁体转子固定连接。

所述无轴集风式风力发电机的叶片安装在永磁体转子上。

所述无轴集风式风力发电机叶片的数量为1~99个。

所述的一种无轴集风式风力发电机，所述无轴集风式风力发电机叶片的数量优选为3个。

本发明的有益效果：

1.本发明根据风力发电机空气动力学，风力发电机的气动功率与来流风速的立方成正比，利用流动控制的方法提高风力发电机的迎风速度是提高风力发电机气动功率的有效方法。因此，将水平轴风力发电机叶片置于环向集风罩，组合成集风式水平轴风力发电机，利用集风罩的集风增速效果，提高水平轴风力发电机的气动功率。在相同的功率输出条件下，相对于无集风罩的常规水平轴风力发电机，集风式水平轴风力发电机叶片的长度能够减小约1/3，更短的叶片长度有助于叶片的结构设计和风力发电机的安全运行。

2.本发明集风式水平轴风力发电机的启动风速更低，拓宽了风力发电机风速适用范围，具有较高的经济效益和社会效益。

3.本发明风力发电机集风罩摒弃了传统的大扩张角设计结构，采用了全新的气动外形，在低风速下具有更高的集风系数，能够有效提高风力发电机的输出功率，在高风速下由于柔性立边顺风变形，变小的立边迎风面积能够大幅度减小气动载荷。

4.本发明集风罩的结构型式将发电机的定子和转子集成在集风罩上，集风罩内只有风力发电机叶片，没有轮毂、支撑等配件，使得集风罩的集风效果更好，充分体现了聚能型发电机的聚能效果。

附图说明