第一篇：永磁懸浮風力發(fā)電機國內(nèi)外技術發(fā)展及專利簡介

永磁懸浮風力發(fā)電機國內(nèi)外技術發(fā)展及專利簡介

作者：張蓓文 編譯

現(xiàn)行的風力發(fā)電機多為螺旋槳式結(jié)構，由于結(jié)構上的原因，一般都是定向安放，需要4級以上的風力才可以運行發(fā)電。對于2級以下的微風狀態(tài)，基本上很難正常工作，這使得風能的利用和技術推廣受到一定限制。隨著永磁風力發(fā)電機的產(chǎn)生，使發(fā)電機的結(jié)構得到簡化，效能提高，各種損耗也有明顯的降低。它具有在額定的低轉(zhuǎn)速下輸出功率較大、效率高、溫升低、起動阻力矩小、建壓轉(zhuǎn)速低等優(yōu)點。在此基礎上，研究人員又引入了磁力傳動技術和磁懸浮技術，研制成了更為先進、高效的永磁懸浮風力發(fā)電機。

相關專利列舉

以“(磁+懸浮)*風*(發(fā)電+風電)”及“wind and(turbine? or generat?)and(magnet? and levitat? or MAGLEV or breeze)”為檢索策略，對中國知識產(chǎn)權局網(wǎng)站及歐洲專利局網(wǎng)站進行檢索，現(xiàn)列舉檢索到的相關專利：

1、磁懸浮永磁風力發(fā)電機

申請?zhí)枺篊N99243654.0申請日：1999.08.25 公開號：CN2407504公開日：2000.11.22 申請人：趙克 發(fā)明人：趙克

摘要：一種磁懸浮永磁風力發(fā)電機，它采用了磁力傳動技術和磁懸浮技術，從系統(tǒng)上解決了風力發(fā)電機向大功率發(fā)展中遇到需啟動風力達一定大的難題，同時，通過磁力傳動技術和磁懸浮技術的結(jié)合，克服了永磁轉(zhuǎn)子風力發(fā)電機輸出特性偏軟的缺點。該磁懸浮永磁風力發(fā)電機，它是由原動力傳送裝置，磁力傳動調(diào)速裝置，磁輪，磁懸浮永磁發(fā)電機等幾部分組成的。因其啟動風力小的特點，它可廣泛用于各種交通工具，工廠，農(nóng)村，城市住宅小區(qū)，高層建筑等領域。

主權項：一種磁懸浮永磁風力發(fā)電機，它包括：原動力傳送裝置、磁力傳動調(diào)速裝置、磁輪、磁懸浮永磁發(fā)電機等幾部分。其特征在于：原動力傳送裝置中的磁輪，與由不同規(guī)格大小、不同轉(zhuǎn)速比的磁輪組成的磁力傳動調(diào)速裝置，保持著一定的間隙；同時，磁力傳動調(diào)速裝置中的磁輪，與安裝在磁懸浮永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上的磁輪，也保持著間隙；在轉(zhuǎn)軸與磁懸浮永磁發(fā)電機的端蓋之間，安裝有磁懸浮裝置。

http://211.157.104.67/sipoasp/zljs/hyjs-yx-new.asp?recid=CN99243654.0&leixin=0&title=磁懸浮永磁風力發(fā)電機&ipc=H02K49/00

2、新型永磁風力發(fā)電機

公開號：CN2561165 公開日：2003.07.16 申請?zhí)枺篊N02271412.X 申請日：2002.06.27 申請人：白晶輝 發(fā)明人：白晶輝

摘要:本實用新型公開了一種新型永磁風力發(fā)電機，其特征在于發(fā)電機部分中的發(fā)電機定子繞組，其結(jié)構采用雙線并繞的形式進行繞制，兩個繞組的頭尾通過開關器件串聯(lián)在一起，控制電路B通過D1、D2對由運算放大器IC1組成的電壓比較電路進行供電，運算放大器IC1組成的電壓比較電路對發(fā)電機定子繞組L1和L2上的電壓進行檢測，并輸出信號，通過對開關器件J1、J2的通、斷，改變發(fā)電機定子繞組L1和L2為串聯(lián)或并聯(lián)。

主權項:一種新型永磁風力發(fā)電機，其特征在于發(fā)電機部分中的發(fā)電機定子繞組，其結(jié)構采用雙線并繞的形式進行繞制，兩個繞組的頭尾通過開關器件串聯(lián)在一起，控制電路B通過D1、D2對由運算放大器IC1組成的電壓比較電路進行供電，運算放大器IC1組成的電壓比較電路對發(fā)電機定子繞組L1和L2上的電壓進行檢測，并輸出信號，該信號通過三極管Q1進行放大，驅(qū)動開關器件J1、J2，通過由IC1組成的比較電路對輸出電壓進行控制，通過對開關器件H、J1、J2的通、斷，改變發(fā)電機定子繞組L1和L2為串聯(lián)或并聯(lián)。

http://211.157.104.67/sipoasp/zljs/hyjs-yx-new.asp?recid=CN02271412.X&leixin=0&title=新型永磁風力發(fā)電機&ipc=H02P9/14

3、微風風力發(fā)電機

公開號：CN2604819公開日：2004.02.25 申請?zhí)枺篊N03233662.4申請日：2003.03.19 申請人：謝建國 發(fā)明人：謝建國

摘要：本實用新型公開了一種微風風力發(fā)電機。發(fā)電機(3)的軸伸上通過軸承安裝風葉輪，其特征是：立柱頂端設置鉸聯(lián)軸承，垂直于鉸聯(lián)軸承對稱安裝發(fā)電機和風向標，兩者處于同一軸線上；風向標端部安裝一風向舵。由于本實用新型采用了風向標結(jié)構，大大提高風能的利用率；采用永磁發(fā)電機，使得利用微風成為可能，為風力發(fā)電的普及創(chuàng)造了條件。

主權項：一種微風風力發(fā)電機，發(fā)電機的軸伸上通過軸承安裝風葉輪，其特征是：立柱頂端設置鉸聯(lián)軸承，垂直于鉸聯(lián)軸承對稱安裝發(fā)電機和風向標，兩者處于同一軸線上；風向標端部安裝一風向舵，鉸聯(lián)軸承的頂部設置導電板，其與碳刷配合并通過導線將電力傳導出去。

http://211.157.104.67/sipoasp/zljs/hyjs-yx-new.asp?recid=CN03233662.4&leixin=0&title=微風風力發(fā)電機&ipc=H02K7/18

4、Magnetically levitated windmill

公開號：US6700216 公開日：2004-03-02 申請?zhí)枺篣S20030378422 申請日：20030303 發(fā)明人：VANN CHARLES S(US)

摘要：風力發(fā)電機葉片采用磁懸浮，因此與支撐件沒有物理接觸，避免了摩擦。并且，電磁阻是根據(jù)不同的葉片轉(zhuǎn)速分布。當葉片停止轉(zhuǎn)動，磁路不產(chǎn)生電磁，沒有摩擦和電磁阻力組織葉片的旋轉(zhuǎn)，葉片可以在接近于零的風速中啟動旋轉(zhuǎn)。由于葉片獲得了旋轉(zhuǎn)動量，電磁發(fā)電機逐漸加速運行，使風力發(fā)電機在不停轉(zhuǎn)的條件下產(chǎn)出最大的發(fā)電功率。

主權項：一個風力發(fā)電機，包括一個固定的結(jié)構支架，附加于結(jié)構支架的兩個或多個懸浮磁體，懸浮磁體使驅(qū)動磁體懸浮排列成一個圓環(huán)形，在圓環(huán)上附有一些葉片，此處，有風吹過便使葉片圍繞軸旋轉(zhuǎn)，與支架沒有物理接觸。

http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=US6700216&F=0

5、MAGLEV WIND POWER GENERATOR

公開號：WO0144656(A1)公開日：2001-06-21 申請?zhí)朩O2000KR01478 申請日：20001216

同族專利：KR2000012683 發(fā)明人：CHOI JAE-SIK(KR)申請人：CHOI JONG CHUL(KR);CHOI JAE SIK(KR)

摘要：一種磁懸浮風力發(fā)電機，利用了風力和磁懸浮力，風力發(fā)電機的葉片中帶有的永磁材料由于磁體的排斥力在懸浮狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機具有一個軸支撐架，一個垂直而向上地立于支撐件上的中心軸，大量葉片裝配件，軸向地嵌入于中心軸，在其上下表面具有永磁材料，使表面相對軸向產(chǎn)生排斥力，一個飛輪位于軸支撐架和最低位置的風機葉片裝配件之間，并嵌入于中心軸，飛輪一邊裝有一電機，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力從飛輪帶傳遞至鏈條上。

主權項：一種磁懸浮風力發(fā)電設備，主要包括一個軸支撐架、一個中心軸、空心柱形的大量葉片裝配件、一個飛輪和一個電機。中心軸與軸支撐架垂直并在其上方與其連接；葉片裝配件軸向嵌入于中心軸，該處的永磁材料與上下表面連接，則使軸向各表面產(chǎn)生相互排斥的力；飛輪位于軸支撐架和最低位置的風機葉片裝配件之間，并與中心軸連接；飛輪一邊裝有電機，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力從飛輪帶傳遞至鏈條上。

http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=WO0144656&F=0

6.OMNI-DIRECTIONAL WIND TURBINE ELECTRIC GENERATION SYSTEM

公開號：WO2005108785 公開日：2005-11-17

同族專利：US2005248160(A1)發(fā)明人：WATKINS PHILIP G(US)申請?zhí)枺篧O2005US15401 申請日：20050503

申請人：GLOBAL WIND TECHNOLOGY INC(US);WATKINS PHILIP G(US)

摘要：一個全方位風力發(fā)電系統(tǒng)，包括對應于風向標載風的風輪，在它表面會產(chǎn)生空氣動力提升力，在另一面產(chǎn)生阻力，這兩種力產(chǎn)生的力矩形成了旋轉(zhuǎn)，電機與風輪直接共軸相連，不在其中設置動力傳遞連接。

主權項：一種由風力驅(qū)動的發(fā)電系統(tǒng)，包括：支撐結(jié)構、一個帶有旋轉(zhuǎn)中心軸的風輪、由風輪驅(qū)動的一根軸、帶有發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子的電機，其中的定子相對于上述支撐結(jié)構固定，轉(zhuǎn)子與上述軸相連并有上述軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，上述風輪、上述軸、上述電機轉(zhuǎn)子共軸并互相直接連接。

http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=WO2005108785&F=0

7、WIND POWER GENERATOR

公開號：JP2005094936 公開日：2005-04-07 申請?zhí)枺篔P20030325469申請日：20030918 發(fā)明人：KAMAIKE KUNIHIRO

申請人：KAMAIKE KUNIHIRO;MIZOGUCHI HIDEAKI

摘要： 需解決的問題：提供一種風力發(fā)電機，可以在寬泛的風速范圍（接近于零風速的微風至超過額定風速的強風）內(nèi)進行風力發(fā)電。解決方案：一個（圓形）框架3H的安置輻射于水平軸風力發(fā)電機1H的葉片21H-23H外部，永磁體41-43置于葉片21H-23H 向外輻射方向的外側(cè)端部，大量電磁體M1-M12置于（圓形）框架3H內(nèi)圓周表面、永磁體41-43的對面，控制單元7用于控制電磁體M1-M12電力供應，當測量單元6測量到的風速或者葉片2H的旋轉(zhuǎn)速度低于或者高于極限水平，不能向電磁體M1-M12提供動力，控制單元7使電磁體M1-M12產(chǎn)生極性抵抗永磁體41-43。這也同樣可以應用于垂直軸風力發(fā)電機上1V。

http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=JP2005094936&F=0

8、WIND POWER GENERATOR

公開號：JP11299202 公開日：1999-10-29 申請?zhí)枺篔P19980104459 申請日：19980415

發(fā)明人：MIYAZONO KUNIAKI;MATSUMOTO KAZUNORI;MIYAKE HIROSHI 申請人：MATSUSHITA SEIKO KK

摘要： 需解決的問題：提供一種風力發(fā)電機，可以在即使只有微風的情況下發(fā)電，將風能轉(zhuǎn)化為電能的時候不使用增速箱，電機結(jié)構簡單、低速旋轉(zhuǎn)但具有較高的發(fā)電效率。解決方案：風力發(fā)電機的構成是：一個平圓形基座3，與傳輸軸2連接，傳輸軸2根據(jù)外來的風力旋轉(zhuǎn)，一些永磁材料9安裝于基座3外圍部分經(jīng)過軛套部分8的低表面，線圈11置于永磁體9的反面經(jīng)過第二個軛套部分10，由此在永磁體旋轉(zhuǎn)之時，線圈11中產(chǎn)生電壓。因此，風力發(fā)電機能夠產(chǎn)生電力，甚至在微風的情況下，電機的發(fā)電效率也得到了改進。

http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=JP11299202&F=0 重點企業(yè)：美國環(huán)球風能科技有限公司

上述第6篇專利WO2005108785的申請人美國環(huán)球風能科技有限公司（Global Wind Technology Inc．, GWT），是一家創(chuàng)新型再生能源科技公司，擁有世界上先進的風能應用技術，該公司風力發(fā)電機的主要特點即是垂直軸、磁懸浮技術、新型風輪、發(fā)電機和控制系統(tǒng)。該公司于2004年面世的無阻尼風力發(fā)電機產(chǎn)品，利用了磁懸浮原理，直接驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)發(fā)電，從而避免了電機的機械阻力和摩擦阻力。該技術的應用使風力發(fā)電機的風能利用率提高，使風力發(fā)電的成本有望和火力發(fā)電的成本相媲美，并且可以改善電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

作為一家風力發(fā)電機組的設備提供商，GWT積極參與各種專業(yè)展會，活躍在國際風力發(fā)電舞臺上。最近的一次，是在2005年5月，GWT參加了在美國舉行的WINDPOWER 2005 EXHIBITION。而在2004年底，在第六屆中國國際高新技術成果交易會上，它向國內(nèi)企業(yè)展示了磁懸浮原理無阻尼風力發(fā)電機技術和產(chǎn)品。

同時，GWT在中國成立了環(huán)球動力設備（中國）有限公司，從美國總部引進當今世界上先進的無阻尼風力發(fā)電機技術，在中國生產(chǎn)、銷售GWT的風力發(fā)電機，并為GWT美國總部代工（OEM），目前已經(jīng)在上海設立了聯(lián)絡辦事處。公司希望五年內(nèi)使GWT的產(chǎn)品在中國市場占據(jù)當年60%以上的市場份額，并逐步在國際市場占據(jù)一定的市場份額，使GWT在能源行業(yè)成為一個國際化的知名品牌。

國內(nèi)研發(fā)已啟動

再看國內(nèi)，自上世紀80年代起已對高效永磁風力發(fā)電機進行了相關研究，并申請了專利，申報了成果，但大多局限于小功率的風力發(fā)電機，研究單位主要有清華大學、湖南大學、沈陽工業(yè)大學、鞍山鋼鐵學院、遼寧工學院等。近年，隨著國內(nèi)外環(huán)境保護和可再生能源利用的一再強調(diào)，高效風力發(fā)電機的研制再次成為科研重點。在2005年12月27日的《人民日報》中，有報道稱中國科學院廣州能源所、廣州中科恒源能源科技有限公司和蘭州環(huán)優(yōu)磁機電有限責任公司共同自主研發(fā)了全永磁懸浮風力發(fā)電機，結(jié)構上完全由永磁體構成、不帶任何控制系統(tǒng)，加裝了全永磁懸浮軸承的發(fā)電機，起動風速為1.5米/秒，發(fā)電輸出功率可提高20%以上。

拓展閱讀

1、混合磁路永磁電機技術 萬方數(shù)據(jù)庫 中國科技成果 成果持有者：清華大學

2、高效風力發(fā)電機

萬方數(shù)據(jù)庫 中國科技成果 成果持有者：河南省鶴壁市輕工電子研究所

3、世界首臺磁懸浮原理風力發(fā)電機將亮相

http://news.gd.sina.com.cn/finance/2004-10-08/708967.html

4、US2004041409

5、JP2001099046

6、風力發(fā)電機

http://

7、EXHIBITORS WINDPOWER 2005 Conference & Exhibition May 15-18, 2005 http://(end)

產(chǎn)品簡介 ?

全永磁懸浮發(fā)電機是一項世界領先的產(chǎn)品，它采用原始創(chuàng)新的磁懸浮軸承，集成創(chuàng)新的旋轉(zhuǎn)軸、風機定子繞組、永磁轉(zhuǎn)子、迎風舵等零部件，顯著提高了風能的利用率和發(fā)電效率；同時，它亦具有以下突出的特點：

a）整流、穩(wěn)壓性能方面：利用先進的電力、電子器件和開關電源技術制成的一體化高精度整流、穩(wěn)壓裝置，能滿足蓄電池對恒壓充電制的要求；

b）在性能方面：采用新一代高效稀土釹鐵硼材料輔助專利技術的徑向磁路的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構，無滑環(huán)，無勵磁繞組，定、轉(zhuǎn)子氣隙大，使發(fā)電機具有中、低速發(fā)電性能好，效率高、比功率大的特點，能適應高轉(zhuǎn)速的使用場合；

c）在可靠性方面：使用全永磁懸浮軸承，使整個轉(zhuǎn)子處于微磨擦狀態(tài)，輔助軸承則采用專用的寬系列雙橡膠圈密封進口軸承（內(nèi)含長壽命、耐高溫潤滑脂）；耐溫等級為軍品級的電力、電子器件；絕緣等級為H級的進口漆包線，輔以先進真空沉浸工藝使發(fā)電機具有可靠性高、壽命長、結(jié)構簡單、免維護的特點，同時能使發(fā)電機在極惡劣的環(huán)境條件下可靠工作。

第二篇：永磁風力發(fā)電機核心技術

發(fā)電機工作原理：和電動機一樣在定子鐵芯槽內(nèi)放有A、B、C三相并且線圈匝數(shù)相等的線圈，在轉(zhuǎn)子鐵芯槽上也有線圈分N極和S極，當外面的直流電經(jīng)電刷、滑環(huán)通入轉(zhuǎn)子線圈后在轉(zhuǎn)子線圈上會產(chǎn)生磁力線，這磁力線的方向從N極到S極，發(fā)電機轉(zhuǎn)子被汽輪機轉(zhuǎn)子帶動以n1(3000轉(zhuǎn)每分鐘)速旋轉(zhuǎn)時，相當于該轉(zhuǎn)子磁力線也以n1的速度在旋轉(zhuǎn)，這過程被定子線圈所切割在定子線圈中產(chǎn)生感應電動勢（感應電壓），發(fā)電機和外面線路上的負載連接后輸出發(fā)電，這是基本的原理。

螺桿式單級壓縮空壓機工作原理：是由一對相互平行齒合的陰陽轉(zhuǎn)子（或稱螺桿）在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程?？諌簷C的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽與陽轉(zhuǎn)子的齒被主電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。

由電動機直接驅(qū)動壓縮機，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，帶動連桿使活塞產(chǎn)生往復運動，引起氣缸容積變化。由於氣缸內(nèi)壓力的變化，通過進氣閥使空氣經(jīng)過空氣濾清器（消聲器）進入氣缸，在壓縮行程中，由於氣缸容積的縮小，壓縮空氣經(jīng)過排氣閥的作用，經(jīng)排氣管，單向閥（止回閥）進入儲氣罐，當排氣壓力達到額定壓力

第三篇：風力發(fā)電機液壓變槳系統(tǒng)簡介

風力發(fā)電機液壓變槳系統(tǒng)簡介

全球投入商業(yè)運行的兆瓦級以上風力發(fā)電機均采用了變槳距技術，變槳距控制與變頻技術相配合，提高了風力發(fā)電機的發(fā)電效率和電能質(zhì)量，使風力發(fā)電機在各種工況下都能夠獲得最佳的性能，減少風力對風機的沖擊，它與變頻控制一起構成了兆瓦級變速恒頻風力發(fā)電機的核心技術。液壓變槳系統(tǒng)具有單位體積小、重量輕、動態(tài)響應好、轉(zhuǎn)矩大、無需變速機構且技術成熟等優(yōu)點。本文將對液壓變槳系統(tǒng)進行簡要的介紹。

附近的調(diào)節(jié)都屬于連續(xù)變槳。液壓變槳系統(tǒng)的連續(xù)變槳過程是由液壓比例閥控制液壓油的流量大小來進行位置和速度控制的。當風機停機或緊急情況時，為了迅速停止風機，槳葉將快速轉(zhuǎn)動到90°，一是讓風向與槳葉平行，使槳葉失去迎風機變槳調(diào)節(jié)的兩種工況

風機的變槳作業(yè)大致可分為兩種工況，即正常運行時的連續(xù)變槳和停止（緊急停止）狀態(tài)下的全順槳。風機開始啟動時槳葉由90°向0°方向轉(zhuǎn)動以及并網(wǎng)發(fā)電時槳葉在0°風面；二是利用槳葉橫向拍打空氣來進行制動，以達到迅速停機的目的，這個過程叫做全順槳。液壓系統(tǒng)的全順槳是由電磁閥全導通液壓油回路進行快速順槳控制的。液壓變槳系統(tǒng)

液壓變槳系統(tǒng)由電動液壓泵作為工作動力，液壓油作為傳遞介質(zhì)，電磁閥作為控制單元，通過將油缸活塞桿的徑向運動變?yōu)闃~的圓周運動來實現(xiàn)槳葉的變槳距。

液壓變槳系統(tǒng)的結(jié)構

變槳距伺服控制系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。變槳距控制系統(tǒng)由信號給定、比較器、位置（槳距）控制器、速率控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機構和反饋回路組成。

圖1 控制原理圖

液壓變槳執(zhí)行機構的簡化原理圖如圖2所示，它由油箱、液壓動力泵、動力單元蓄壓器、液壓管路、旋轉(zhuǎn)接頭、變槳系統(tǒng)蓄壓器以及三套獨立的變槳裝置組成，圖中僅畫出其中的一套變槳裝置。

圖2 液壓原理圖

結(jié)束語

液壓變槳系統(tǒng)與電動變槳系統(tǒng)相比，液壓傳動的單位體積小、重量輕、動態(tài)響應好、扭矩大并且無需變速機構，在失電時將蓄壓器作為備用動力源對槳葉進行全順槳作業(yè)而無需設計備用電源。由于槳葉是在不斷旋轉(zhuǎn)的，必須通過一個旋轉(zhuǎn)接頭將機艙內(nèi)液壓站的液壓油管路引入旋轉(zhuǎn)中的輪轂，液壓油的壓力在20MPa左右，因此制造工藝要求較高，難度較大，管路也容易產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。液壓系統(tǒng)由于受液壓油黏溫特性的影響，對環(huán)境溫度的要求比較高，對于在不同緯度使用的風機，液壓油需增加加熱或冷卻裝置。

第四篇：開題報告-直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機的仿真與控制（范文模版）

中 北 大 學

畢業(yè)論文開題報告

學 生 姓 名：

學院、系：

專業(yè)： 葉鴿 學 號： 0805044237 信息與通信工程學院 電氣工程系 電氣工程及其自動化

論 文 題 目： 直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機的仿真與控制

指導教師:

2011 張利平年12 月5 日