技术简介:
磁悬浮垂直轴微风风力发电机
风力发电机是风能利用中能量转换的最关键设备,其技术性和经济效益决定着产品在市场中的绝对地位,而微风发电机是目前小型机中最受市场青睐的品种,其中包括大量使用的风电路灯中的发电机,因为许多公路地段都处于弱风带地区,发电机能充分利用微风发电,将大大降低蓄电池的成本,提高风电路灯的技术经济指标。
但是,微风发电机在技术上并不是很容易实现的。原因是小型风力发电机都采用永磁转子结构,而由转子磁极和定子绕组二大部件组成的永磁式发电机,只有转子和定子二者的相对运动,才能使绕组切割磁力线,从而产生感应电压,接通外电路后产生电流,即可输出电功率。
磁悬浮垂直轴微风风力发电机的第一项改进是,采用磁悬浮结构的轴承,取消轴向推力轴承,降低风机成本;减小风机机械摩擦阻力,提高效率;消除机械摩损,降低噪音,提高可靠性和风机寿命。
磁悬浮垂直轴微风风力发电机的第二项改进是,采用无槽新结构,降低风机的启动风速。目前的发电机都采用齿槽结构,齿用来引导磁力线,降低磁阻,槽用来镶嵌绕组,并与齿中的磁力线交链,永磁发电机也不例外。齿与槽的不同导磁性使转子在不同位置有着数量不等的磁力线,在磁极对准定子齿的位置,铁磁相吸,以至阻碍了永磁式发电机转子的转动,这就称为永磁式发电机的“齿槽效应(Cogging Effect)”和“齿槽阻力矩”。虽然在现有发电机设计制造中可以采取适当措施减小“齿槽效应”,但要完全消除“齿槽阻力矩”,在现有电机结构中,那是完全不可能的。
“齿槽效应”增加了发电机的起动阻力,还使得发电机运行不稳定,会降低发电机的效率。特别是在低风速风力发电应用中,“齿槽效应”会极大地增加低风速发电的起动难度,提高微风发电的阈值,降低发电效率,减少发电机从风中所获得的能量。
微风发电机是一种真正能在微风环境中起动的新型风力发电机,在微风发电领域有很高的应用价值。微风发电机的转子在任何位置下的磁力线数量都没有变化,在任何位置下的磁力大小相等,彻底消除了“齿槽效应”。在不发电时,发电机转子只存在微小的机械磨擦阻力,所以轻轻推动,就能靠惯性连续转动许多圈,微风中很容易启动,风力发电的能源效率在微风中将有很大提高。
由于微风发电机的起动力矩非常小,可以在微小的风速下启动发电,发电效率高,得到的风能量时间长,所以经济性好,特别是在微风带地区。与常规的永磁式风力发电机相比,发电效率有很大提高。
可以毫不夸张地说,我们研究的这款磁悬浮垂直轴微风风力发电机,是目前国内外微风性能最好、技术最先进、性价比最高的小型风力发电机。
技术的应用领域前景分析:
风力发电是新能源发电中技术最成熟,产业化条件最好、发电成本最低廉的技术之一,适合广大的小风力地区使用,特别是风电路灯、风光互补野外电源,以及解决电网难以到达的边远地区的地成本供电问题。
经济收益分析:
全球高技术引领的小风机市场规模至少在10亿美元以上。
厂房条件建议:
5000~10000平方米左右
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