[发明专利]一种垂直轴磁悬浮风力发电机

摘要

一种垂直轴磁悬浮风力发电机，由叶片、转轴、发电机、径向永磁轴承、径向混合磁轴承、轴向永磁轴承、上保护轴承和下保护轴承组成。所述的风力机上端径向二自由度是由永磁轴承来完成的，中间是发电机，下端二自由度由径向混合磁轴承来支承，最下面是轴向永磁轴承，用来支承风力机的整体重量，在外扰力很小接近于零时，不消耗电功率就能实现主轴系统的五自由度稳定悬浮。该转轴支承结构仅有下端径向混合磁轴承，可通过改变线圈内的电流，来实现下端径向二自由度主动控制。这种磁悬浮支承方案从根本上消除了传统机械支承形式的机械摩擦，降低了起动阻力矩，从而降低了风力发电机起动风速，提高了风能的利用率。

主权项

一种垂直轴磁悬浮风力发电机，包括叶轮，转轴(10)，发电机(6)，风力机外壳(12)，风力机塔架(15)，叶轮固定在转轴(10)上，发电机(6)固定在转轴(10)上，转轴(10)固定在风力机塔架(15)上，风力机外壳(12)固定在风力机塔架(15)上，塔架(15)固定在地面上，其特征在于，还包括上端保护轴承(3)，下端保护轴承(5)，径向永磁轴承(4)，六极式径向混合磁轴承(7)，轴向永磁轴承上端永磁环(8)和轴向永磁轴承下端永磁环(9)；转轴(10)上依次设有挡板(11)，径向永磁轴承(4)，发电机(6)，六极式径向混合磁轴承(7)，轴向永磁轴承上端永磁环(8)；轴向永磁轴承下端永磁环(9)通过轴(14)与风力机外壳(12)相连接；上端保护轴承(3)和下端保护轴承(5)安装在风力机外壳(12)上；上端保护轴承(3)、下端保护轴承(5)与转轴(10)保持径向间隙，挡板(11)与上端保护轴承(3)形成轴向保护间隙；所述径向永磁轴承（4）包括径向永磁轴承动磁环部分(41)和径向永磁轴承静磁环部分(42)；径向永磁轴承静磁环部分(42)安装风力机外壳(12)上，径向永磁轴承动磁环部分(41)位于径向永磁轴承静磁环部分(42)的径向内侧，且两者之间为上端径向工作气隙(413)；所述六极式径向混合磁轴承(7)包括六极式径向混合磁轴承定子(72)和六极式径向混合磁轴承转子(71)，所述六极式径向混合磁轴承转子(71)和转轴(10)固定连接，六极式径向混合磁轴承定子(72)安装在风力机外壳(12)上；所述六极式径向混合磁轴承转子(71)位于所述六极式径向混合磁轴承定子(72)的径向内侧，且两者配合形成下端径向工作气隙(711)；所述轴向永磁轴承上端永磁环(8)与转轴(10)固定连接；轴向永磁轴承下端永磁环(9)通过轴(14)与风力机外壳(12)相连接。