專利名稱：無定子風力發電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發電機，具體說是涉及一種無定子風力發電機。
背景技術：
風能是可再生的清潔能源。在全球化石能源儲量日漸枯竭、自然環境不斷惡化的 形勢下，開發利用風能等可再生清潔能源尤為重要。風力發電是風能利用的主要形式。目 前的風力發電機都是采用一組葉輪去截獲流動空氣中的動能來發電的。為了充分利用吹過 葉輪的空氣尾流中的能量、提高風能利用率，中國專利00226341. 6、03254615. 7、94104368. x等給出了安裝有二組葉輪的無定子風力發電機原理。由于在轉速控制方面比較困難，限制 了上述專利的推廣和應用。

發明內容本實用新型的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一種無定 子風力發電機。 本實用新型的目的可通過下述技術措施來實現。 本實用新型的無定子風力發電機包括以共軸線方式套裝在一起、且作相對反向旋 轉運動的電樞和轉子，其中在電樞的前空心套軸端部安裝有前葉輪，在電樞的后空心套軸 端部設置有齒圈、該齒圈通過第一傳動齒輪組與設置在轉子軸后端上的齒輪相嚙合，使電 樞與轉子處于聯動且反向旋轉工作狀態。 本實用新型在轉子軸后方以同軸線方式設置一根在其末端安裝有后葉輪的后葉 輪軸，位于轉子軸后端上的齒輪又通過第二傳動齒輪組與設置在后葉輪軸上的齒輪相嚙 合，使得后葉輪的旋轉也能形成使電樞與轉子處于聯動且反向旋轉工作狀態。利用現有技 術(如定槳距失速調節或變槳距調節等)只要對一組葉輪的轉速進行控制就能使整個系 統的轉速得到控制，使發電機正常輸出電能。 本實用新型中所述齒圈可以采用外齒圈結構，也可以采用內齒圈結構。
本實用新型的工作原理如下 當前葉輪帶動電樞按nl轉速旋轉時，通過齒圈以及第一傳動齒輪組驅動設置在 轉子軸上的齒輪，進而帶動轉子按klnl的轉速旋轉，同時設置在轉子軸上的齒輪通過第二 傳動齒輪組驅動設置在后葉輪軸上的齒輪，進而帶動后葉輪按klnl/k2的轉速旋轉；當后 葉輪按n2轉速旋轉時，則會按逆上述傳動方式帶動前葉輪按k2n2/kl的轉速旋轉。顯然， 當第一傳動齒輪組變比kl等于第二傳動齒輪組變比k2時，nl就等于n2，即前葉輪和后葉 輪就可以是同步旋轉。前、后兩組葉輪中，處于下風向葉輪的葉片要有合適的安裝位置和合 適的槳距角，以便從上風向葉輪的旋轉尾流中盡可能多地截獲動能。前葉輪和后葉輪所截 獲的流動空氣中的動能，都能使發電機電樞按nl的轉速旋轉，同時使發電機轉子按klnl的 轉速反向旋轉，利用現有技術(如定槳距失速調節或變槳距調節等)只要對一組葉輪的轉 速進行控制，就能使整個系統的轉速得到控制，使發電機正常輸出電能。[0010]本實用新型的有益效果如下 由于本實用新型的風力發電機采用了在發電機電樞后空心套軸端部設齒圈、在發
電機轉子軸上設傳動齒輪等措施，使發電機電樞與發電機轉子處于聯動且反向旋轉狀態，
這就可使本實用新型在利用現有技術(如定槳距失速調節或變槳距調節等)的基礎上，只 要對一組葉輪的轉速進行控制就能使整個系統的轉速得到控制，使發電機正常輸出電能。 另外，本實用新型可以更多地截獲吹過葉輪的空氣中的動能，獲得更多的電能，相對地降低 風力發電機組的造價；它不僅適用于安裝有前后兩組葉輪的無定子風力發電機組，還特別 適用于直驅式無定子風力發電機組。

圖1為本實用新型一種實施方式的結構原理圖(其中安裝在電樞后空心套軸端部 的齒圈采用外齒圈結構)。 圖2為本實用新型第二種實施方式的結構原理圖(其中安裝在電樞后空心套軸端 部的齒圈采用內齒圈結構)。 圖3為本實用新型第三種實施方式的結構原理圖(葉輪安裝在電樞前空心套軸端 部的直驅式無定子風力發電機組)。 圖4為本實用新型第四種實施方式的結構原理圖(葉輪安裝在轉子軸前端端部的 直驅式無定子風力發電機組)。 圖5為本實用新型第五種實施方式的結構原理圖(安裝有前、后兩組葉輪的直驅 式無定子風力發電機組)。 圖中序號1是發電機電樞，2是發電機轉子，3是齒圈，4是第一傳動齒輪組(虛線 框內)，5是安裝在轉子軸上的齒輪，6是電樞滑環，7是第二傳動齒輪組(虛線框內)，8是 前葉輪，9是后葉輪，10是機組底座，11是塔架，12是轉子軸承，13是轉子軸承，14是電樞的 前空心套軸，15是電樞的后空心套軸，16電樞前端軸承，17是電樞后端軸承，18是軸承座， 19是軸承座，20是安裝在后葉輪軸上的齒輪，21是后葉輪軸的前軸承，22是后葉輪軸的后 軸承，23是后葉輪軸的前軸承座，24是后葉輪軸的后軸承座，25是后葉輪軸。
具體實施方式本實用新型以下將結合實施例(附圖)作進一步詳述 實施例1 如圖1所示，本實用新型的無定子風力發電機包括以共軸線方式套裝在一起、且 作相對反向旋轉運動的電樞1和轉子2，在轉子2后方以同軸線方式設置一根后葉輪軸25， 在電樞1的前空心套軸端部安裝有前葉輪8，在電樞1的后空心套軸端部設置有外齒圈結構 的齒圈3、該齒圈3通過第一傳動齒輪組4與設置在轉子軸后端上的齒輪5相嚙合，且該齒 輪5通過第二傳動齒輪組7與設置在后葉輪軸25上的齒輪20相嚙合，在后葉輪軸25的末 端安裝有后葉輪9，使得葉輪的旋轉都能形成使電樞與轉子處于聯動且反向旋轉工作狀態。 利用現有技術(如定槳距失速調節或變槳距調節等)只要對一組葉輪的轉速進行控制，就 能使整個系統的轉速得到控制，使發電機正常輸出電能。 更具體講，本實用新型中所述的轉子軸的前端(位于前葉輪8 —端)經轉子軸承12與電樞的前空心套軸14相配合，電樞的前空心套軸14與電樞的前端軸承16相配合，電樞的前端軸承16安裝在機組底座10的軸承座18上，電樞的前空心套軸14的端部安裝有前葉輪8 ;轉子軸的后端通過轉子軸承13與電樞的后空心套軸15相配合，電樞的后空心套軸15與電樞的后端軸承17相配合，電樞的后端軸承17安裝在機組底座10的軸承座19上；電樞的后空心套軸15的端部安裝有齒圈3，該齒圈3通過第一傳動齒輪組4與設置在轉子軸后端上的齒輪5相嚙合，且該齒輪5通過第二傳動齒輪組7與設置在后葉輪軸25上的齒輪20相嚙合，在后葉輪軸25的末端安裝有后葉輪9，使得葉輪的旋轉都能形成使電樞與轉子處于聯動且反向旋轉工作狀態。當前葉輪8和后葉輪9在風力作用下轉動時，都能使發電機電樞1按nl的轉速旋轉，同時使發電機轉子2按klnl的轉速反向旋轉。利用現有技術，可以只對其中一組葉輪的轉速進行控制，就可以實現對整個系統的轉速進行控制，使發電機正常輸出電能。[0022] 實施例2 如圖2所示，該實施例除齒圈3采用內齒圈結構并與相應結構的齒輪組相配合外，
其它結構均同于實施例l。[0024] 實施例3 如圖3所示，該實施例為單葉輪直驅式無定子風力發電機組，與實施例2相比，除去掉了第二傳動齒輪組7以及后葉輪軸25和相應的部件外，其它結構均同于實施例2。[0026] 實施例4 如圖4所示，該實施例為單葉輪直驅式無定子風力發電機組，與實施例1相比，除葉輪改為安裝在轉子軸前端端部以及去掉了第二傳動齒輪組7及后葉輪軸25和相應的部件外，其它結構均同于實施例1。[0028] 實施例5 如圖5所示，該實施例為雙葉輪直驅式無定子風力發電機組，與實施例1相比，除后葉輪改為安裝在轉子軸后端端部以及去掉了第二傳動齒輪組7及后葉輪軸25和相應的部件外，其它結構均同于實施例1。由于前葉輪8安裝在電樞前空心套軸的端部，后葉輪9安裝在轉子軸后端端部，兩個葉輪的旋轉方向是相反的；當齒圈3通過第一傳動齒輪組4與設置在轉子軸后端上的齒輪5相嚙合后，只起聯動作用，不起變速作用時，那么前葉輪和后葉輪就可以是反向同步旋轉。由于采用齒圈3通過第一傳動齒輪組4與設置在轉子軸后端上的齒輪5相嚙合，使得葉輪的旋轉都能形成使電樞與轉子處于聯動且反向旋轉工作狀態。利用現有技術，可以只對其中一組葉輪的轉速進行控制，就可以實現對整個系統的轉速進行控制，使發電機正常輸出電能。
權利要求一種無定子風力發電機，它包括以共軸線方式套裝在一起、且作相對反向旋轉運動的發電機電樞(1)和發電機轉子(2)，其特征在于在電樞(1)的前空心套軸端部安裝有前葉輪(8)，在電樞(1)的后空心套軸端部設置有齒圈(3)、該齒圈(3)通過第一傳動齒輪組(4)與設置在轉子軸后端上的齒輪(5)相嚙合，使電樞(1)與轉子(2)處于聯動且反向旋轉工作狀態。
2. 根據權利要求1所述的無定子風力發電機，其特征在于在轉子軸后方以同軸線方式設置一根在其末端安裝有后葉輪(9)的后葉輪軸(25)，位于轉子軸后端上的齒輪(5)又通過第二傳動齒輪組(7)與設置在后葉輪軸(25)上的齒輪(20)相嚙合，使得后葉輪(9)的旋轉也能形成使電樞(1)與轉子(2)處于聯動且反向旋轉工作狀態。
3. 根據權利要求l所述的無定子風力發電機，其特征在于所述齒圈(3)為外齒圈結構。
4. 根據權利要求l所述的無定子風力發電機，其特征在于所述齒圈(3)為內齒圈結構。
專利摘要一種無定子風力發電機，它包括以共軸線方式套裝在一起、且作相對反向旋轉運動的電樞(1)和轉子(2)，其特征在于在電樞(1)的前空心套軸端部安裝有前葉輪(8)，在電樞(1)的后空心套軸端部設置有齒圈(3)、該齒圈(3)通過第一傳動齒輪組(4)與設置在轉子軸后端上的齒輪(5)相嚙合，使電樞(1)與轉子(2)處于聯動且反向旋轉工作狀態。由于本實用新型的風力發電機采用了在發電機電樞后空心套軸端部設齒圈、在發電機轉子軸上設傳動齒輪等措施，使得葉輪的旋轉都能形成使發電機電樞與發電機轉子處于聯動且反向旋轉狀態，這就可使本實用新型在利用現有技術的基礎上，只要對一組葉輪的轉速進行控制就能使整個系統的轉速得到控制，使發電機正常輸出電能。
文檔編號H02K7/18GK201526419SQ20092022363
公開日2010年7月14日 申請日期2009年9月22日 優先權日2009年9月22日
發明者馮全琛, 馮曉妍, 王強 申請人:馮曉妍