[发明专利]一种垂直轴磁悬浮风力发电机

权利要求书

1.一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（8）和轴向永磁轴承下端（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（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（71）和六极式径向混合磁轴承转子（72），所述转子（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；所述转子（71）位于所述定子（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。

2.根据权利要求1所述的一种垂直轴磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述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），两者之间的上端径向工作气隙（413）的范围为1.5~3mm。

3.根据权利要求2所述一种垂直轴磁悬浮风力发电机，其特征在于，

所述径向永磁轴承动磁环部分（41）包括动磁环隔磁支架（411）、动磁环组（412）；

所述径向永磁轴承静磁环部分（42）包括静磁环隔磁支架（421）、静磁环组（422）；

其中，径向永磁轴承动磁环隔磁支架（411）、动磁环组（412）和转轴（10）固定连接；

其中，动磁环组（412）、静磁环组（422）分别镶嵌在动磁环隔磁支架（411）、静磁环隔磁支架（421）中，并通过连杆固定，以保持永磁环之间间隙为零。

4.根据权利要求1所述的一种垂直轴磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述发电机（6）包括发电机转子（61）和发电机定子（62）；所述发电机定子（62）安装在风力机外壳（12）上，发电机转子（61）位于发电机定子（62）的径向内侧，且两者在径向上形成了发电机的工作气隙。

5.根据权利要求1所述的一种垂直轴磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述的六极式径向混合磁轴承（7），还包括永磁体（722）、第一电磁线圈（721）、第二电磁线圈（724）、永磁磁极（723）、控制磁极（725）、径向工作气隙（711）和定子磁轭（726）；

所述永磁体（722）嵌装在永磁磁极（723）上，径向混合磁轴承电磁线圈（721）缠绕在控制磁极（725）上。

6.根据权利要求5所述的一种垂直轴磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述的六极式径向混合磁轴承的定子（72）与其六极式径向混合磁轴承转子（71）之间形成的径向工作气隙（711）为0.1~0.3mm。

7.根据权利要求1所述的一种垂直轴磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述的轴向永磁轴承包括轴向永磁轴承上端永磁环（8）、轴向永磁轴承下端永磁环（9）、轴向工作气隙（81）、隔磁环（13）和轴（14）；

所述的轴向永磁轴承下端永磁环（9）包括轴向永磁轴承下端内磁环（91）和轴向永磁轴承下端外磁环（92）；

所述下端内磁环（91）、下端外磁环（92）和隔磁环（13）通过轴（14）与风力机外壳（12）相连接。