[实用新型]磁悬浮混合风力发电装置

摘要

本实用新型公开了一种磁悬浮混合风力发电装置，将水平轴风力发电和垂直轴风力发电纳为一体，全方位捕获风能。采用磁悬浮驱动技术，完成机舱悬浮下偏航对风和垂直轴旋转体悬浮下风能捕获。风向改变促使垂直轴旋转体在H桥变流器作用下机舱悬浮，调节垂直轴桨叶迎风面积和垂直轴定子绕组电流，实现机舱主被动偏航对风；偏航结束后，机舱和机舱旋转体在悬浮电流控制下，柔性无冲击降落至复合塔架，垂直轴旋转体在小悬浮气隙下继续风能捕获，采用阻尼绕组电流调控、垂直轴桨叶迎风调控以及垂直轴定子绕组电流控制，协同实现垂直轴风能最大捕获；本实用新型的真正实用化将极大提升风能利用率，拓宽了风能利用空间，降低偏航功耗和设备维护费用。

主权项

1.一种磁悬浮混合风力发电装置，其特征包括机舱、发电机、机舱旋转体、垂直轴旋转体、垂直轴定子绕组、悬浮绕组、阻尼绕组、复合塔架、以及电气控制单元，协同完成水平轴风力发电、水平轴机舱主被动偏航以及垂直轴风力发电；所述机舱前端设置风机桨叶，捕获高纬度水平方向风能并驱动发电机发电，机舱上端设置风速风向测试仪；所述机舱旋转体为圆盘形结构，上端为圆柱形机舱支撑，和机舱底部刚性联接，下端为圆柱形悬浮约束轴，通过球形滚珠内嵌在机舱托撑内，限制机舱旋转体悬浮俯仰；所述旋转T型槽设置在机舱旋转体的圆盘上端，为垂直轴旋转体的旋转轨道，限制机舱旋转体俯仰；所述偏航锁存为8个电磁绕组，分别设置在旋转T型槽上侧的内外圆环中，上电制动将机舱旋转体和垂直轴旋转体构成一体，驱动机舱悬浮偏航；所述阻尼绕组位于机舱旋转体T型槽下端，调控垂直轴旋转体的悬浮磁场和电磁转矩；所述垂直轴旋转体包括T型旋转轨、垂直桨叶、变桨伺服电机、以及垂直轴定子绕组，协同完成垂直轴风力发电以及水平轴机舱的主被动偏航；所述T型旋转轨内嵌在机舱旋转体T型槽内，严防垂直轴旋转体倾覆和俯仰；所述垂直桨叶为低高度风能的捕获单元，共有4个，为机舱悬浮下被动偏航和垂直轴旋转体悬浮发电提供驱动转矩；所述变桨伺服电机安装在垂直桨叶上端，经变速齿轮与垂直桨叶旋转轴机械耦合，改变垂直桨叶迎风面积，调控垂直轴旋转体悬浮风能捕获；所述垂直轴定子绕组为机舱主动偏航驱动和低高度风能捕获的发电绕组，垂直轴定子绕组通入三相交流电，在悬浮磁场辅助作用下产生电磁转矩，驱动机舱主动偏航，偏航结束垂直轴旋转体在悬小悬浮气隙下旋转捕获风能。