[实用新型]小型垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机，尤其是一种小型垂直轴风力发电机。

背景技术

小型垂直轴风力发电机是离网型风力发电设备，广泛使用于：路灯、偏远无电地区户用等小型需要电的埸合，提供10kw以下的电能，通常是将发电机垂直安装在立柱的顶端，水平旋转的叶轮固定在发电机转子轴上，叶轮在发电机的上方和发电机的转子轴连成一体，在风的作用下叶轮带动发电机转子转动发出电能。但传统的小型垂直轴风力发电机，转子主轴是整个叶轮的唯一支点，叶轮重量全部由转子轴承担，叶轮主轴上部悬空没有支点，旋转时极易摆动，在高速旋转时震动强烈，发电机工作条件恶劣，重力和震动使发电机难以正常工作，因此起动风速高、发电效率低、发电机主轴容易损坏，致使现有的小型垂直轴风力发电机效率低、安会可靠性差，难以进入实用。

发明内容

本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足，而提供一种结构简单、安全可靠、震动小、起动风速低、发电效率高的小型垂直轴风力发电机。本发明解决其问题所采用的技术方案是：小型垂直轴风力发电机，其特征在于，外转子发电机装在立柱的上法兰上面，定子和立柱连成一体，组成小型垂直轴风力发电机的不转动部分，叶轮下轮毂通过压力轴承安装在靠底部的立柱上，这个压力轴承承载着叶轮的全部重量，压力轴承可以是磁悬浮轴承也可以是通用轴承，叶轮的上轮毂用滚珠轴承装在发电机定子轴上，滚珠轴承和发电机定子轴之间留有一定的配合间隙，可以上下滑动，滚珠轴承只起到上叶轮中心定位作用，不承受叶轮重量，连接杆将上、下轮毂连接成一个整体，围绕立柱叶轮独立旋转，由于叶轮有上下两个支点，旋转平稳无震动，叶轮通过离合器和发电机转子轴相连，发电机转子不承受叶轮的重量，低风速起动时离合器处于分离状态，当达到设定转速时离合器结合，发电机转子转动开始发电，一方面由于旋转起来的叶轮动能大，另一方面发电机转子又不承重，起动容易，扭矩小，所以在相同风速下比现有技术的小型垂直轴风力发电机起动容易、转动平稳，发电效率得到大大提高；刹车装置用外转子发电机时安装在上轮毂和发电机定子轴之间；用内转子发电机时装在下轮毂和立柱之间，刹车装置可以是离心刹车也可以是机械刹车或电刹车

由于本实用新型叶轮和发电机转子为两个独立的旋转体，叶轮和发电机之间采用离合器连接，叶轮下轮毂的压力轴承承受了叶轮的全部重量，发电机不承重，上轮毂又起到叶轮上部的中心定位作用，所以叶轮旋转平稳不震动，安全可靠，起动风速低，发电效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明

图1为本实用新型第一个实施例的主剖视图。

图2为本实用新型第二个实施例的主剖视图。

图3为本实用新型第三个实施例的主剖视图。

其中：1上轮毂、2离合器、3发电机转子、4发电机、5上法兰、6立柱、7下轮毂、8压力轴承、9刹车、10下法兰、11叶轮、12连接杆、13滚珠轴承、14发电机转子延长轴、15发电机定子延长轴

具体实施方式

参照图1，小型垂直轴风力发电机采用内转子发电机，包括立柱6上法兰5和下法兰10，发电机4安装在上法兰5上组成小型垂直轴风力发电机的不转动部分，叶轮11的下轮毂通过压力轴承8安装在立柱的下部，连接杆12将上轮毂1下轮毂7连接成一个整体，上轮毂1通过滚珠轴承13安装在发电机转子延长轴14上，通过离合器2与发电机转子3连接，组成小型垂直轴风力发电机的转动部分，在风力的作用下叶轮11开始转动，当转速达到额定值后离合器2结合，发电机转子3随时轮11一起转动，发电机4开始发电，刹车9安装在立柱6和下轮毂7上，当叶轮11转速超过设定值时，刹车9刹车功能起动，降低转速以保证安全。

参照图2，小型垂直轴风力发电机采用外转子发电机，包括立柱6上法兰5和下法兰10，发电机4安装在上法兰5上组成小型垂直轴风力发电机的不转动部分，叶轮11的下轮毂通过压力轴承8安装在立柱的下部，连接杆12将上轮毂1下轮毂7连接成一体，上轮毂1通过滚珠轴承13安装在发电机定子延长轴15上，通过离合器2与发电机转子3连接，组成小型垂直轴风力发电机的转动部分，在风力的作用下叶轮11开始转动，当转速达到额定值后离合器2结合，发电机转子3？随叶轮11一起转动，发电机4开始发电，刹车9安装在发电机定子延长轴15和上轮毂1上，当叶轮11转速超过设定值时，刹车9刹车功能起动，降低转速以保证安全。

参照图3，小型垂直轴风力发电机采用外转子发电机，包括立柱6上法兰5和下法兰10，发电机4安装在下轮毂下面的立柱6上，组成小型垂直轴风力发电机的不转动部分，叶轮11的下轮毂通过压力轴承8安装在立柱的下部，连接杆12将上轮毂1下轮毂7连接成一体，上轮毂1通过滚珠轴承13安装在立柱6顶端，离合器2安装在下轮毂7下面与发电机转子3连接，组成小型垂直轴风力发电机的转动部分，在风力的作用下叶轮11开始转动，当转速达到额定值后离合器2结合，发电机转子3随叶轮11一起转动，发电机4开始发电，刹车9安装在立柱6和下轮毂7上，当叶轮11转速超过设定值时，刹车9刹车功能起动，降低转速以保证安全。