專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī),具體來說是一種啟動(dòng)力小、適應(yīng)轉(zhuǎn)速(風(fēng)力)范圍廣，能量利用率高，結(jié)構(gòu)輕巧，造價(jià)低廉，發(fā)熱量小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是一種可再生新能源，具有無污染、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)在這個(gè)提倡節(jié)能環(huán)保的時(shí)代，如何利用風(fēng)能已經(jīng)是一個(gè)很重要的研究課題?，F(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，但是現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)還存在著諸多的缺陷，例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)力矩較大，在風(fēng)力較小的時(shí)候，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)不起來，從而使得發(fā)電機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)；在風(fēng)力較大的時(shí)候，為了防止轉(zhuǎn)子的過速運(yùn)轉(zhuǎn)，不得不改變風(fēng)葉的角度，以減少風(fēng)能的利用；在更大風(fēng)力的時(shí)候，還不得不停止工作，由此造成風(fēng)能的利用率很低。還有傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用常規(guī)的繞組形式和磁鋼的組合安裝方式，在發(fā)電機(jī)工作時(shí)，不可避免的產(chǎn)生大量的熱量，這些 主要有由軛鐵產(chǎn)生的渦流發(fā)熱，變速箱等機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦發(fā)熱，導(dǎo)線電阻發(fā)熱。并且主要的熱量是由前兩個(gè)產(chǎn)生，這樣直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)內(nèi)部的溫度很高，影響使用。本發(fā)明可以去除渦流發(fā)熱和變速箱等機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)熱.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)能發(fā)電機(jī)所存在的問題，提供一種啟動(dòng)力小、發(fā)熱量小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)來解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括線圈組件、磁鋼組件、轉(zhuǎn)軸，所述線圈組件的兩側(cè)外均設(shè)置有磁鋼組件，其特征在于，所述線圈組件為圓盤形，所述圓盤形線圈組件上設(shè)置有用于切割磁力線的導(dǎo)線，所述磁鋼組件包括磁鋼和磁軛，所述磁軛為圓盤形，所述磁鋼可以為多極充磁的一塊磁鋼，也可以以均勻間隔設(shè)置有數(shù)塊磁鋼或數(shù)組磁鋼組成圓盤形，磁軛也為圓盤形，磁鋼設(shè)置于磁軛的一側(cè)，所述磁軛上設(shè)置有磁鋼的一面朝向線圈組件，所述轉(zhuǎn)軸穿過線圈組件和線圈組件兩側(cè)的磁鋼組件的圓心，并且磁鋼組件的磁軛與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸由風(fēng)葉等動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，對(duì)于小型和微型發(fā)電機(jī)，所述線圈組件可以為PCB板，所述PCB板可以是單面，雙面或多層PCB板，或多組PCB板，均蝕刻有電路。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，對(duì)于大型和超大型發(fā)電機(jī)，所述線圈組件可以為中空導(dǎo)線線路，并且中空導(dǎo)線內(nèi)有冷媒經(jīng)過，進(jìn)一步為空心銅管線路，空心銅管內(nèi)可以通水或油進(jìn)行冷卻。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，對(duì)于一般的發(fā)電機(jī)，所述線圈組件可以為普通電磁線線路。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括兩個(gè)以上線圈組件，所述磁鋼組件的數(shù)量是線圈組件的兩倍，一個(gè)線圈組件與它兩側(cè)的磁鋼組件構(gòu)成一個(gè)發(fā)電模塊，發(fā)電模塊與發(fā)電模塊之間相互連接。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括一個(gè)或兩個(gè)以上線圈組件，所述每個(gè)磁鋼組件均在朝向線圈組件的面產(chǎn)生多對(duì)N-S磁極，兩個(gè)磁鋼組件N極和S極相對(duì)安裝，中間留有安裝線圈組件的空間.磁鋼組件在轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)下，相對(duì)線圈組件產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，一個(gè)或幾個(gè)線圈組件構(gòu)成一個(gè)發(fā)電模塊，發(fā)電模塊與發(fā)電模塊之間相互連接。 上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電模塊與發(fā)電模塊之間的電路通過串聯(lián)連接。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電模塊與發(fā)電模塊之間的電路通過并聯(lián)連接。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鋼由包括復(fù)數(shù)塊磁鐵組成。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鋼上的磁鐵的磁極排布如下一塊或·置。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鋼上的磁鐵的磁極排布如下一塊或一組N極朝向線圈組件的磁鐵和一塊或一組N極朝向磁軛的磁鐵間隔設(shè)置，N極朝向線圈組件的磁鐵兩側(cè)還設(shè)置有兩塊或兩組N極45°朝向中間的磁鐵。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鋼上的磁鐵的磁極排布如下一塊或一組N極朝向線圈組件的磁鐵和一塊或一組N極朝向磁軛的磁鐵間隔設(shè)置，N極朝向線圈組件的磁鐵兩側(cè)還設(shè)置有兩塊或兩組N極水平朝向中間的磁鐵。上述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線圈組件、磁鋼組件外設(shè)置有外殼。本發(fā)明的有益效果為通過本發(fā)明的設(shè)計(jì)，使得磁場(chǎng)密度大、均勻度高；發(fā)電機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕；噪音小運(yùn)行平穩(wěn)；機(jī)械損耗小，維護(hù)成本低，使用壽命長(zhǎng)；線圈可以多組輸出、任意組合；風(fēng)能利用率高、啟動(dòng)風(fēng)力低，對(duì)風(fēng)能的適應(yīng)范圍大。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的剖視圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的剖視圖；圖3為本發(fā)明的磁鋼的正面結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明的線圈組件的其中一個(gè)實(shí)施方式示意圖；圖5為本發(fā)明的線圈組件的另外一個(gè)實(shí)施方式示意圖；圖6為磁鋼上磁鐵的磁極排布其中一個(gè)實(shí)施方式不意圖；圖7為磁鋼上磁鐵的磁極排布另外一個(gè)實(shí)施方式示意圖。
具體實(shí)施例方式為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下實(shí)施例I :參看圖1，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括線圈組件100、磁鋼組件200、轉(zhuǎn)軸300和葉輪(圖中未示)，線圈組件100的兩側(cè)外均設(shè)置有磁鋼組件200。
參看圖4，線圈組件100為圓盤形，圓盤形線圈組件100上設(shè)置有用于切割磁力線的導(dǎo)線110，在本發(fā)明的其中一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，線圈組件100為PCB板，PCB板的兩側(cè)表面均蝕刻有電路，對(duì)于一般的發(fā)電機(jī)，線圈組件100可以為普通電磁線線路。參看圖I和圖3，磁鋼組件200包括磁鋼210和磁軛220，磁鋼210和磁軛220均為圓盤形，磁鋼210可以為多極充磁的一塊磁鋼，也可以以均勻間隔設(shè)置有數(shù)塊磁鋼或數(shù)組磁鋼組成圓盤形，當(dāng)磁鋼210上均勻間隔設(shè)置有復(fù)數(shù)塊磁鐵211，磁鋼210就是由復(fù)數(shù)塊磁鐵211組合在一起形成的一塊整體的磁鋼210，磁鋼210設(shè)置于磁軛220的一側(cè)，磁軛220上設(shè)置有磁鋼210的一面朝向線圈組件100，轉(zhuǎn)軸300穿過線圈組件100和線圈組件100兩側(cè)的磁鋼組件200的圓心，并且磁鋼組件200的磁軛220的圓心與轉(zhuǎn)軸300固定連接，葉輪連接于轉(zhuǎn)軸300上。 工作的時(shí)候，風(fēng)力帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸300旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸300帶動(dòng)磁鋼組件200的磁軛220旋轉(zhuǎn)，磁軛220再帶動(dòng)設(shè)置于磁軛220上的磁鋼210旋轉(zhuǎn)，而此時(shí)，線圈組件100兩側(cè)外的磁鋼組件200之間產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且磁鋼組件200還在旋轉(zhuǎn)之中，所以線圈組件100上的電路110開始切割磁力線，從而達(dá)到切割磁力線發(fā)電的效果。 參看圖6，為了增強(qiáng)磁鋼組件200之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，在本發(fā)明的其中一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,磁鋼210上的磁鐵211的磁極排布如下N極朝向線圈組件100的磁鐵211和N極朝向磁軛220的磁鐵211間隔設(shè)置，N極朝向線圈組件100的磁鐵211兩側(cè)還設(shè)置有兩塊N極45°朝向中間的磁鐵211。參看圖7，為了增強(qiáng)磁鋼組件200之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，在本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,磁鋼210上的磁鐵211的磁極排布如下N極朝向線圈組件100的磁鐵211和N極朝向磁軛220的磁鐵211間隔設(shè)置，N極朝向線圈組件100的磁鐵211兩側(cè)還設(shè)置有兩塊N極水平朝向中間的磁鐵211。通過以上兩種磁極排布的組合，可以提高磁場(chǎng)的強(qiáng)度40%左右，達(dá)到了聚合磁場(chǎng)的效果。參看圖5，由于本發(fā)明的發(fā)電機(jī)在工作的時(shí)候，由于磁軛220不會(huì)產(chǎn)生渦流發(fā)熱，機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦發(fā)熱僅僅為軸承的發(fā)熱，所以發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱量很少，僅僅是導(dǎo)線線圈組件100發(fā)熱，為了進(jìn)行降溫，本發(fā)明的線圈組件100也可以為普通電磁線，也可以為空心銅管110線路，空心銅管110內(nèi)有冷水經(jīng)過。首先銅材質(zhì)的散熱效果就很好，其次在空心銅管110內(nèi)有冷卻水流過，能夠起到水冷的效果。在本發(fā)明的其中一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，線圈組件100、磁鋼組件200外設(shè)置有外殼。實(shí)施例2 參看圖1，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括線圈組件100、磁鋼組件200、轉(zhuǎn)軸300和葉輪(圖中未示)，線圈組件100的兩側(cè)外均設(shè)置有磁鋼組件200。并且在本實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括兩個(gè)以上線圈組件100，磁鋼組件200的數(shù)量是線圈組件100的兩倍，一個(gè)線圈組件100與它兩側(cè)的磁鋼組件200構(gòu)成一個(gè)發(fā)電模塊400,發(fā)電模塊400與發(fā)電模塊400之間相互連接。參看圖4，線圈組件100為圓盤形，圓盤形線圈組件100上設(shè)置有用于切割磁力線的電路110，在本發(fā)明的其中一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，線圈組件100為PCB板，PCB板的兩側(cè)表面均蝕刻有電路，對(duì)于一般的發(fā)電機(jī)，線圈組件100可以為普通電磁線線路。參看圖I和圖3，磁鋼組件200包括磁鋼210和磁軛220，磁鋼210和磁軛220均為圓盤形，磁鋼210可以為多極充磁的一塊磁鋼，也可以以均勻間隔設(shè)置有數(shù)塊磁鋼或數(shù)組磁鋼組成圓盤形，當(dāng)磁鋼210上均勻間隔設(shè)置有復(fù)數(shù)塊磁鐵211，磁鋼210就是由復(fù)數(shù)塊磁鐵211組合在一起形成的一塊整體的磁鋼210，磁鋼210設(shè)置于磁軛220的一側(cè)，磁軛220上設(shè)置有磁鋼210的一面朝向線圈組件100，轉(zhuǎn)軸300穿過線圈組件100和線圈組件100兩側(cè)的磁鋼組件200的圓心，并且磁鋼組件200的磁軛220的圓心與轉(zhuǎn)軸300固定連接，葉輪連接于轉(zhuǎn)軸300上。 工作的時(shí)候，風(fēng)力帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸300旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸300帶動(dòng)磁鋼組件200的磁軛220旋轉(zhuǎn)，磁軛220再帶動(dòng)設(shè)置于磁軛220上的磁鋼210旋轉(zhuǎn)，而此時(shí)，線圈組件100兩側(cè)外的磁鋼組件200之間產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且磁鋼組件200還在旋轉(zhuǎn)之中，所以線圈組件100上的電路110開始切割磁力線，從而達(dá)到切割磁力線發(fā)電的效果。并且由于本實(shí)施例中，一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)包含有多個(gè)發(fā)電模塊400,而發(fā)電模塊400 與發(fā)電模塊400之間的電路可以通過串聯(lián)連接也可以通過并聯(lián)連接。這樣的設(shè)計(jì)在外部風(fēng)力較大時(shí)，可以采用將發(fā)電模塊400與發(fā)電模塊400之間的電路并聯(lián)連接，這樣不僅保證了輸出電壓，保護(hù)了電路，同時(shí)還可以提高輸出功率；在外部風(fēng)力較小時(shí)，可以采用將發(fā)電模塊400與發(fā)電模塊400之間的電路串聯(lián)連接，這樣可以增大電壓，在外部風(fēng)力很小的情況下也能達(dá)到供電的效果。參看圖6，為了增強(qiáng)磁鋼組件200之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，在本發(fā)明的其中一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，磁鋼210上的磁鐵211的磁極排布如下一塊N極朝向線圈組件100的磁鐵211和一塊N極朝向磁軛220的磁鐵211間隔設(shè)置，N極朝向線圈組件100的磁鐵211兩側(cè)還設(shè)置有兩塊N極45°朝向中間的磁鐵211。參看圖7，為了增強(qiáng)磁鋼組件200之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，在本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，磁鋼210上的磁鐵211的磁極排布如下一塊N極朝向線圈組件100的磁鐵211和一塊N極朝向磁軛220的磁鐵211間隔設(shè)置，N極朝向線圈組件100的磁鐵211兩側(cè)還設(shè)置有兩塊N極水平朝向中間的磁鐵211。通過以上兩種磁極排布的組合，可以提高磁場(chǎng)的強(qiáng)度40%左右，達(dá)到了聚合磁場(chǎng)的效果。參看圖5，由于本發(fā)明的發(fā)電機(jī)在工作的時(shí)候，由于磁軛220不會(huì)產(chǎn)生渦流發(fā)熱，機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦發(fā)熱也僅僅是軸承的發(fā)熱，導(dǎo)線線圈組件100的發(fā)熱量很小，為了進(jìn)行降溫，本發(fā)明的線圈組件100也可以為空心銅管110線路，空心銅管110內(nèi)有冷水經(jīng)過。首先銅材質(zhì)的散熱效果就很好，其次在空心銅管110內(nèi)有冷卻水流過，能夠起到水冷的效
果O在本發(fā)明的其中一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，線圈組件100、磁鋼組件200外設(shè)置有外殼。本發(fā)明的有益效果為(I)目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于采用常規(guī)的繞組形式和磁鋼的組合安裝方式，在發(fā)電機(jī)工作時(shí)，不可避免的產(chǎn)生大量的熱量，這些主要有由軛鐵產(chǎn)生的渦流發(fā)熱，機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦發(fā)熱，導(dǎo)線電阻發(fā)熱.并且主要的熱量是由前兩個(gè)產(chǎn)生.本發(fā)明磁鋼固定在軛鐵上，并和軛鐵一起固定在轉(zhuǎn)軸上，在一對(duì)磁鋼的氣隙中間產(chǎn)生恒定均勻的磁場(chǎng)，沒有渦流發(fā)熱.由于是風(fēng)葉直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸，沒有增速機(jī)構(gòu)，機(jī)械摩擦僅僅是軸承的摩擦，所以摩擦發(fā)熱就會(huì)很小.因此本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定了整套發(fā)電機(jī)的發(fā)熱量比起常規(guī)設(shè)計(jì)，會(huì)大大減少，對(duì)冷卻的要求就會(huì)降低很多很多。(2)本發(fā)明的磁鋼組合和安裝方式，使磁鋼的磁能的利用率有極大的提高.磁鋼幾乎所有的磁場(chǎng)都集中在兩組磁鋼和軛鐵組成的氣隙中間，雜散磁場(chǎng)很小.氣隙內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻，強(qiáng)度大，大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以達(dá)到12000Gs以上，微型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以達(dá)到6000Gs以上.聞而均勻的磁場(chǎng)可以提聞風(fēng)電的效率，為后續(xù)的整流和變流提供穩(wěn)定和充沛的能源。(3)由于風(fēng)力的不穩(wěn)定性，風(fēng)力有時(shí)很小，有時(shí)又很大，風(fēng)能和風(fēng)速的立方成正t匕.因此，常規(guī)設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，能利用的風(fēng)速范圍很窄.風(fēng)速低了，啟動(dòng)不了，風(fēng)速高了，恐燒毀設(shè)備，要強(qiáng)制停機(jī).本發(fā)明可以解決這個(gè)問題，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)風(fēng)速要求大大降低，風(fēng)速的可利用范圍大大提高.具體的方法是每個(gè)風(fēng)力發(fā)電單元多組線圈輸出，整套風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出組數(shù)就會(huì)很多.再由外圍的控制系統(tǒng)根據(jù)每組線圈的輸出電壓，進(jìn)·行不同數(shù)量的線圈輸出串聯(lián)，以達(dá)到一定范圍內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的輸出電壓.再把這些達(dá)到要求輸出電壓的線圈組進(jìn)行并聯(lián)，就達(dá)到了增大輸出功率的目的，盡可能高的利用了風(fēng)能.例如在最低風(fēng)速時(shí)，可以有360個(gè)線圈串聯(lián)，輸出380伏電壓，在高風(fēng)速時(shí)，2個(gè)線圈串聯(lián)就能達(dá)到380伏電壓，這時(shí)可以有180組并聯(lián)輸出，輸出極高的功率。(4)通常的風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)，由于整機(jī)的發(fā)熱很大，需要采用的磁鋼要求很高，要求有高的磁能積和很高的He (矯頑力)才能正常穩(wěn)定的長(zhǎng)期工作，而這種磁鋼的價(jià)格很高，這就造成了整臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本很高.本發(fā)明對(duì)磁鋼的要求就不高，使用N牌號(hào)或M牌號(hào)的釹鐵硼磁鋼就能正常工作.在磁鋼的費(fèi)用上，可以節(jié)約50%左右.而按常規(guī)設(shè)計(jì)，使用SH牌號(hào)的釹鐵硼，整臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的磁鋼成本通常在25%左右。(5)以前通常設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它的磁鋼是安裝在轉(zhuǎn)子的圓周上，轉(zhuǎn)子在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，這就要求一方面磁鋼必須安裝得非常牢固，以防止磁鋼松動(dòng)，又要非常小心，以防止過分大的鎖緊力對(duì)磁鋼造成損傷.另一方面，由于轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，整個(gè)轉(zhuǎn)子必須做動(dòng)平衡試驗(yàn)，耗費(fèi)的時(shí)間和費(fèi)用很高.本發(fā)明磁鋼安裝在薄圓片的平面上，長(zhǎng)徑比很小，只要做靜平衡就可以了.方便了磁鋼的安裝和調(diào)試.另外轉(zhuǎn)子工作時(shí)受力方向也和常規(guī)的完全不同，只是受到側(cè)向的力，而這種力是很容易消除的.另外兩組磁鋼和軛鐵相對(duì)組裝，它們之間的氣隙中，磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻，強(qiáng)度高，并且可以根據(jù)不同的線圈尺寸，調(diào)整不同的氣隙，很方便線圈的設(shè)計(jì)。(6)通常設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于線圈是嵌在矽鋼片的線槽內(nèi)，矽鋼片和磁鋼之間的吸引力很大，并且有死點(diǎn).這樣風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)必須要有很大的風(fēng)力.同時(shí)，根據(jù)資料，目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最大可以利用的風(fēng)力也很低，大約到10級(jí)風(fēng)，再大就不能利用.本發(fā)明的線圈中沒有鐵磁性材料，線圈和磁鐵沒有作用力，所以很小的風(fēng)力就可以啟動(dòng)發(fā)電機(jī).并且，通過線圈輸出的不同組合，可以承受極高的輸出功率.這樣風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作范圍向風(fēng)力小和風(fēng)力大兩個(gè)方向擴(kuò)展，大大地提高了風(fēng)能的利用率，也提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的利用率，很大程度上節(jié)約了風(fēng)力發(fā)電的成本。(7)如前面所介紹，在本發(fā)明中，在風(fēng)速很低時(shí)，主軸的轉(zhuǎn)速很慢，這時(shí)每組線圈的輸出電壓很低，這時(shí)很低的電壓是幾乎沒有利用價(jià)值的，但是如果把幾百個(gè)線圈輸出的電壓串聯(lián)起來(即電壓加起來)，就可以得到一定電壓值的有利用價(jià)值的輸出.在很高風(fēng)速時(shí)，主軸的轉(zhuǎn)速很高，這時(shí)一個(gè)線圈的輸出電壓就有可能達(dá)到上百伏特甚至幾百伏特，這樣只有幾個(gè)或者一個(gè)線圈的輸出就達(dá)到了輸出要求，這時(shí)把幾個(gè)線圈串聯(lián)成一組再并聯(lián)甚至每個(gè)線圈都并聯(lián)起來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)就有了極高的輸出功率.把風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子線圈分成多組線圈，再分別連接到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)每組線圈的輸出電壓大小，進(jìn)行分組，進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，可以極大改善風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作狀況，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出能量可以有幾百倍的變化。(8)線圈在幾乎平行的磁場(chǎng)中直接做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，由于線圈中沒有鐵芯，轉(zhuǎn)子磁鐵不會(huì)被常規(guī)設(shè)計(jì)中線圈里的鐵芯吸引.所以理論上，本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以在極微的風(fēng)力中啟動(dòng)，只要克服軸承的阻力既可以工作。(9)按照前面的介紹，本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其輸出的功率從最小到最大，可以有1000倍的差距.所以它最低可以在2級(jí)風(fēng)力正常工作，也可以在11級(jí)甚至以上的強(qiáng)風(fēng)中工作.在強(qiáng)風(fēng)中工作時(shí)，由于沒有齒輪增速機(jī)構(gòu)，風(fēng)葉的轉(zhuǎn)速也不會(huì)無限提高，因此不·會(huì)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子打飛車的現(xiàn)象。(10)在本發(fā)明中，由風(fēng)葉直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)的構(gòu)造及其簡(jiǎn)單，只有軛鐵和磁鋼組成的轉(zhuǎn)子，定子線圈，定位轉(zhuǎn)子和線圈的機(jī)殼，適當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)組成，所以整個(gè)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)很緊湊，發(fā)電機(jī)的重量很輕.這對(duì)發(fā)電機(jī)的安裝和維護(hù)產(chǎn)生了極大的方便.并大大的節(jié)約了制造成本。(11)由于在大多數(shù)時(shí)候，風(fēng)力比較小，風(fēng)葉的轉(zhuǎn)速會(huì)很低·因此常規(guī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)，需要有很多齒輪組成的增速機(jī)構(gòu)，來提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，達(dá)到可利用的輸出電壓，這樣在齒輪傳動(dòng)過程中，造成了很多的能量損失，增加了發(fā)熱，磨損，噪音等.本發(fā)明中，由于采用了獨(dú)特的線圈分多組和有控制系統(tǒng)智能組合的辦法，使得發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在很低的轉(zhuǎn)速下，也能得到可利用的輸出電壓，所以可以把齒輪增速機(jī)構(gòu)省略，同時(shí)，在強(qiáng)風(fēng)下發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子也不會(huì)出現(xiàn)飛車現(xiàn)象.這樣，在機(jī)械傳動(dòng)的能量損耗就就會(huì)沒有了，運(yùn)行中由機(jī)械產(chǎn)生的噪音也消失了，發(fā)電機(jī)的自重也省去了一大半，造價(jià)也低了很多.而且去掉了機(jī)械增速部分，發(fā)電機(jī)的維護(hù)周期也變得很長(zhǎng)很長(zhǎng).常規(guī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，齒輪增速部分是經(jīng)常出故障的地方。(12)在本發(fā)明中，由于沒有了渦流發(fā)熱，機(jī)械的摩擦發(fā)熱，所有的僅僅是線圈有電流流過時(shí)歐姆發(fā)熱，因此發(fā)電機(jī)的發(fā)熱功率大大減少，發(fā)出的熱量也大大減少，這樣冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)就很輕，冷卻系統(tǒng)就可以設(shè)計(jì)得很簡(jiǎn)單。(13)在本發(fā)明中，由于發(fā)熱少，冷卻系統(tǒng)可以很簡(jiǎn)單，甚至不需要冷卻系統(tǒng)，因此可以把發(fā)電機(jī)生產(chǎn)成密封型的，這樣對(duì)延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)的壽命有很大的幫助.同時(shí)由于沒有機(jī)械傳動(dòng)部分，發(fā)電機(jī)運(yùn)行是噪音也有極大的降低。(14)在示意圖中可以看出，本發(fā)明設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，加工方便，組裝簡(jiǎn)便，因此發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)成本低廉。(15)本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，可以應(yīng)用于穩(wěn)定能源，如水力發(fā)電，汽輪發(fā)電，也可以應(yīng)用在不穩(wěn)定能源，如風(fēng)能，潮汐能，波浪能等.發(fā)電機(jī)的應(yīng)用范圍很廣。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì) 有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括線圈組件、磁鋼組件、轉(zhuǎn)軸和葉輪，所述線圈組件的兩側(cè)外均設(shè)置有磁鋼組件，其特征在于，所述線圈組件為圓盤形，所述圓盤形線圈組件上設(shè)置有用于切割磁力線的導(dǎo)線，所述磁鋼組件包括磁鋼和磁軛，所述磁鋼和磁軛為圓盤形，磁鋼設(shè)置于磁軛的一側(cè)，所述磁軛上設(shè)置有磁鋼的一面朝向線圈組件，所述轉(zhuǎn)軸穿過線圈組件和線圈組件兩側(cè)的磁鋼組件的圓心，并且磁鋼組件的磁軛的圓心與轉(zhuǎn)軸固定連接，所述葉輪連接于轉(zhuǎn)軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線圈組件為PCB板，所述PCB板的表面均蝕刻有電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線圈組件為下列其中之一普通電磁線線路；中空導(dǎo)線線路，并且中空導(dǎo)線內(nèi)有冷媒經(jīng)過。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括兩個(gè)以上線圈組件，所述磁鋼組件的數(shù)量是線圈組件的兩倍，一個(gè)線圈組件與它兩側(cè)的磁鋼組件構(gòu)成一個(gè)發(fā)電模塊，發(fā)電模塊與發(fā)電模塊之間相互連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī),其特征在于,所述發(fā)電模塊與發(fā)電模塊之間的電路通過串聯(lián)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī),其特征在于,所述發(fā)電模塊與發(fā)電模塊之間的電路通過并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鋼上的磁鐵的磁極排布如下N極朝向線圈組件的磁鐵和N極朝向磁軛的磁鐵間隔設(shè)置，N極朝向線圈組件的磁鐵兩側(cè)側(cè)還設(shè)置有兩塊N極45°朝向中間的磁鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鋼上的磁鐵的磁極排布如下N極朝向線圈組件的磁鐵和N極朝向磁軛的磁鐵間隔設(shè)置，N極朝向線圈組件的磁鐵兩側(cè)側(cè)還設(shè)置有兩塊N極水平朝向中間的磁鐵。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線圈組件、磁鋼組件外設(shè)置有外殼。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鋼由包括復(fù)數(shù)塊磁鐵組成。
全文摘要
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括線圈組件、磁鋼組件、轉(zhuǎn)軸和葉輪，線圈組件的兩側(cè)外均設(shè)置有磁鋼組件，線圈組件為圓盤形，圓盤形線圈組件上設(shè)置有用于切割磁感線的電路，磁鋼組件包括磁鋼和磁軛，磁鋼和磁軛為圓盤形，磁鋼上均勻間隔設(shè)置有復(fù)數(shù)塊磁極，磁鋼設(shè)置于磁軛的一側(cè)，磁軛上設(shè)置有磁鋼的一面朝向線圈組件，轉(zhuǎn)軸穿過線圈組件和線圈組件兩側(cè)的磁鋼組件的圓心，并且磁鋼組件的磁軛的圓心與轉(zhuǎn)軸連接，葉輪連接于轉(zhuǎn)軸上。本發(fā)明的有益效果為通過本發(fā)明的設(shè)計(jì)，使得磁場(chǎng)密度大、均勻度高；線圈可以多組輸出、任意組合；風(fēng)能利用率高、啟動(dòng)風(fēng)力低。
文檔編號(hào)H02K16/00GK102904401SQ20121040326
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者王秋安 申請(qǐng)人:寧波市鄞州泰源磁業(yè)有限公司