[发明专利]一种新型低速风力发电机

说明书

技术领域

 本发明涉及一种新型低速风力发电机，具体地说是一种能够在低风速条件下即可发电将风能转化为机械能再转化为电能的风力发电装置。

背景技术

在世界能源日益紧缺的今天，人们不停的追求各种的绿色可再生能源。其中风能作为一种可再生的能源，人类利用风能具有悠久的历史，但是利用风能发电的历史并不长久，风能发电近期得到了人们的进一步开发，但大部分风力发电都被应用在海边等有一定风力的地区，一般平原等风力比较小的地区，普通的风力发电机在微风下不能推动发电机发电，所以风力发电力在平原无风或微风地区应用的比较少，风力发电很难得到各个地区都广泛使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单、取材加工方便、成本低廉且广泛适用的新型低速风力发电机。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种新型低速风力发电机，包括发电机，发电机的定子固定设置在地面上，发电机的外转子上方设有串联的多个垂直轴风轮，而外转子则与其上方邻近的垂直轴风轮固定相连，其特征在于：所述的垂直轴风轮包括直径为D的上端板和下端板以及组合式叶片，组合式叶片包括薄板型半圆弧前缘和平板型后缘，前缘和后缘的上下沿分别固定在上端板的底面上和下端板的上表面上使得组合式叶片位于上端板和下端板构成的空间内，后缘的前端放置在前缘的圆心轴线位置处，且前缘的圆弧面的外侧与上端板、下端板的圆周面相切。

所述前缘的厚度为δ、直径为d、高度为H，所述后缘的厚度为δ、宽度为l、高度为H，且d=l=(2/5～2/7)D、H=（0.9～1.4）D。

每个垂直轴风轮内设有3～4个组合式叶片且组合式叶片均匀分布在垂直轴风轮内。

所述的后缘垂直于前缘的直径所构成的平面设置使得后缘与前缘的弧面最小距离为0.5d。

所述的后缘上设有宽度为t、高度为h的筋以提高后缘的弯曲刚度。

所述的发电机外转子上方串联的垂直轴风轮的数量M=1～10。

所述垂直轴风轮的数量M≥3时，整个风力发电机最上方的垂直轴风轮的顶部通过轴承安装在支撑支架上，且支撑支架采用钢索固定在地面上。

所述的发电机采用低转速外转子发电机，且发电机带有蓄电瓶或储能器作为负载。

所述的负载的额定电压为12V或24V。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明通过薄板型半圆弧前缘和平板型后缘组成的组合式叶片结合端板构成大扭矩、低转速垂直轴风轮，使得垂直轴风轮的转速低且能提供大的力矩，因此垂直轴风轮的启动风速在V_风=1～2 m/s的极小风速下就能起动运转；通过与低速发电机匹配，试验样机表明在2m/s左右的风速时就能发电，即在风速达到3级时就能正常供电。

本发明采用的垂直轴风轮与发电机的外转子直径固联且外转子处在垂直轴风轮的正下方，与水平轴风力发电机比较，无需结构复杂且故障率高的电流引电器装置，故具有结构简单、便于取材加工且成本低廉以及启动和发电风速低的特点，使得该风力发电机能够在风能不十分丰富、年平均风速较低的广大地区推广使用。

附图说明

附图1为本发明低速风力发电机的整体结构示意图；

附图2为本发明低速风力发电机的垂直轴风轮正视结构示意图；

附图3为本发明低速风力发电机的垂直轴风轮截面结构示意图；

附图4为本发明低速风力发电机的组合式叶片结构示意图；

附图5为本发明低速风力发电机组合式叶片的前缘结构示意图

附图6为本发明低速风力发电机组合式叶片的后缘结构示意图；

附图7为本发明低速风力发电机的垂直轴风轮数量≥3时的加固结构示意图。

其中：1—定子；2—外转子；3—垂直轴风轮；4—上端板；5—下端板；6—组合式叶片；7—前缘；8—后缘；9—筋；10—轴承；11—支撑支架；12—钢索。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-7所示：一种新型低速风力发电机，主要具有两个部分：一是将风能转换成机械能的风轮机；二是将机械能转换成电能的发电机，且两者必须相互匹配。