[实用新型]风力磁悬浮飞轮辅助发电装置

摘要

本实用新型公开了一种风力磁悬浮飞轮辅助发电装置，采用磁悬浮飞轮旋转体，实施偏航迎风和机械冲击平抑，以及超过发电机额定功率部分的消纳使用，全方位提升风能利用率，存在飞轮驱动偏航发电、飞轮储能风力发电以及停机三种模式。风向改变，飞轮悬浮绕组上电，飞轮旋转体将机舱悬浮至偏航高度，飞轮偏航绕组产生电磁转矩，驱动机舱偏航对风；偏航结束后，飞轮旋转体悬浮降落至储能高度，平抑发电机机械冲击；额定风速以上工况时，飞轮旋转体将超过发电机额定功率部分高效转化，当超过飞轮最大转化功率时，飞轮旋转体悬浮驱动机舱侧风，确保发电机恒功率输出。本实用新型实用化将极大提升风能利用率，降低偏航功耗和设备维护费用。

主权项

1.一种风力磁悬浮飞轮辅助发电装置，其特征包括机舱、发电机、机舱旋转体、飞轮旋转体、飞轮偏航绕组、偏航锁存绕组、飞轮耦合轴、飞轮耦合绕组、悬浮锁存绕组、飞轮悬浮绕组、混合塔架、以及变流器单元，完成风力发电、飞轮驱动偏航以及飞轮储能；所述机舱前端设置风机桨叶，桨叶经水平传动轴、变速齿轮组、飞轮耦合轴，分别与发电机和飞轮旋转体耦合，驱动发电机发电和飞轮能量转化；所述机舱旋转体为圆盘状结构，上端和机舱底部刚性联接，下端设置T型圆环带导轨，与设置在混合塔架上T型槽一起，引导机舱旋转，限制机舱俯仰，并由球形滚珠和飞轮耦合轴耦合；所述飞轮旋转体内置飞轮偏航绕组，外型为盘式旋转结构，上下两端各配置一个圆柱型联结轴，上圆柱型联结轴内置圆柱型凹槽以及飞轮耦合绕组，为飞轮耦合轴提供上下运动空间，完成飞轮旋转体和飞轮耦合轴的机械联结，下圆柱形联结轴内嵌在混合塔架中心凹槽内，下端设置有被动悬浮装置；所述飞轮偏航绕组内嵌在飞轮旋转体内，为星型联结的三相交流绕组，与飞轮悬浮绕组产生的励磁磁场合作，产生电磁力矩驱动机舱偏航迎风、侧偏保护以及储能；所述偏航锁存绕组为4个电磁绕组，正交设置在机舱旋转体的内侧圆环中，上电制动时将机舱旋转体和飞轮旋转体耦合一体，驱动机舱偏航；所述飞轮耦合绕组为4个电磁绕组，正交设置在飞轮旋转体上圆柱型联结轴内，上电将飞轮旋转体和飞轮耦合轴机械联结，实现飞轮储能和发电机机械冲击平抑；所述飞轮悬浮绕组设置在混合塔架上端，共有8个按照N/S顺序排列的直流励磁绕组组成，产生飞轮旋转体气隙磁场，支撑飞轮旋转体悬浮和旋转，驱动机舱偏航。