永磁悬浮风力发电机国内外技术发展及专利简介

作者：张蓓文 编译

欢迎访问e展厅 展厅 2 中小型发电机展厅 柴油发电机组, 汽油发电机, 燃气发电机组, 移动电站, ... 现行的风力发电机多为螺旋桨式结构，由于结构上的原因，一般都是定向安放，需要4级以上的风力才可以运行发电。对于2级以下的微风状态，基本上很难正常工作，这使得风能的利用和技术推广受到一定限制。随着永磁风力发电机的产生，使发电机的结构得到简化，效能提高，各种损耗也有明显的降低。它具有在额定的低转速下输出功率较大、效率高、温升低、起动阻力矩小、建压转速低等优点。在此基础上，研究人员又引入了磁力传动技术和磁悬浮技术，研制成了更为先进、高效的永磁悬浮风力发电机。 相关专利列举 以“(磁+悬浮)*风*(发电+风电)”及“wind and (turbine? or generat?) and (magnet? and levitat? or MAGLEV or breeze)”为检索策略，对中国知识产权局网站及欧洲专利局网站进行检索，现列举检索到的相关专利： 1、磁悬浮永磁风力发电机 申请号：CN99243654.0申请日：1999.08.25 公开号：CN2407504公开日：2000.11.22 申请人：赵克 发明人：赵克 摘要：一种磁悬浮永磁风力发电机，它采用了磁力传动技术和磁悬浮技术，从系统上解决了风力发电机向大功率发展中遇到需启动风力达一定大的难题，同时，通过磁力传动技术和磁悬浮技术的结合，克服了永磁转子风力发电机输出特性偏软的缺点。该磁悬浮永磁风力发电机，它是由原动力传送装置，磁力传动调速装置，磁轮，磁悬浮永磁发电机等几部分组成的。因其启动风力小的特点，它可广泛用于各种交通工具，工厂，农村，城市住宅小区，高层建筑等领域。 主权项：一种磁悬浮永磁风力发电机，它包括：原动力传送装置、磁力传动调速装置、磁轮、磁悬浮永磁发电机等几部分。其特征在于：原动力传送装置中的磁轮，与由不同规格大小、不同转速比的磁轮组成的磁力传动调速装置，保持着一定的间隙；同时，磁力传动调速装置中的磁轮，与安装在磁悬浮永磁发电机转轴上的磁轮，也保持着间隙；在转轴与磁悬浮永磁发电机的端盖之间，安装有磁悬浮装置。 http://211.157.104.67/sipoasp/zljs/hyjs-yx-new.asp?recid=CN99243654.0&leixin=0&title=磁悬浮永磁风力发电机&ipc=H02K49/00 2、新型永磁风力发电机 公开号：CN2561165 公开日：2003.07.16 申请号：CN02271412.X 申请日：2002.06.27 申请人：白晶辉 发明人：白晶辉 摘要:本实用新型公开了一种新型永磁风力发电机，其特征在于发电机部分中的发电机定子绕组，其结构采用双线并绕的形式进行绕制，两个绕组的头尾通过开关器件串联在一起，控制电路B通过D1、D2对由运算放大器IC1组成的电压比较电路进行供电，运算放大器IC1组成的电压比较电路对发电机定子绕组L1和L2上的电压进行检测，并输出信号，通过对开关器件J1、J2的通、断，改变发电机定子绕组L1和L2为串联或并联。 主权项:一种新型永磁风力发电机，其特征在于发电机部分中的发电机定子绕组，其结构采用双线并绕的形式进行绕制，两个绕组的头尾通过开关器件串联在一起，控制电路B通过D1、D2对由运算放大器IC1组成的电压比较电路进行供电，运算放大器IC1组成的电压比较电路对发电机定子绕组L1和L2上的电压进行检测，并输出信号，该信号通过三极管Q1进行放大，驱动开关器件J1、J2，通过由IC1组成的比较电路对输出电压进行控制，通过对开关器件H、J1、J2的通、断，改变发电机定子绕组L1和L2为串联或并联。 http://211.157.104.67/sipoasp/zljs/hyjs-yx-new.asp?recid=CN02271412.X&leixin=0&title=新型永磁风力发电机&ipc=H02P9/14 3、微风风力发电机 公开号：CN2604819公开日：2004.02.25 申请号：CN03233662.4申请日：2003.03.19 申请人：谢建国 发明人：谢建国 摘要：本实用新型公开了一种微风风力发电机。发电机(3)的轴伸上通过轴承安装风叶轮，其特征是：立柱顶端设置铰联轴承，垂直于铰联轴承对称安装发电机和风向标，两者处于同一轴线上；风向标端部安装一风向舵。由于本实用新型采用了风向标结构，大大提高风能的利用率；采用永磁发电机，使得利用微风成为可能，为风力发电的普及创造了条件。 主权项：一种微风风力发电机，发电机的轴伸上通过轴承安装风叶轮，其特征是：立柱顶端设置铰联轴承，垂直于铰联轴承对称安装发电机和风向标，两者处于同一轴线上；风向标端部安装一风向舵，铰联轴承的顶部设置导电板，其与碳刷配合并通过导线将电力传导出去。 http://211.157.104.67/sipoasp/zljs/hyjs-yx-new.asp?recid=CN03233662.4&leixin=0&title=微风风力发电机&ipc=H02K7/18 4、Magnetically levitated windmill 公开号：US6700216 公开日：2004-03-02 申请号：US20030378422 申请日：20030303 发明人：VANN CHARLES S (US) 摘要：风力发电机叶片采用磁悬浮，因此与支撑件没有物理接触，避免了摩擦。并且，电磁阻是根据不同的叶片转速分布。当叶片停止转动，磁路不产生电磁，没有摩擦和电磁阻力组织叶片的旋转，叶片可以在接近于零的风速中启动旋转。由于叶片获得了旋转动量，电磁发电机逐渐加速运行，使风力发电机在不停转的条件下产出最大的发电功率。 主权项：一个风力发电机，包括一个固定的结构支架，附加于结构支架的两个或多个悬浮磁体，悬浮磁体使驱动磁体悬浮排列成一个圆环形，在圆环上附有一些叶片，此处，有风吹过便使叶片围绕轴旋转，与支架没有物理接触。 http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=US6700216&F=0 5、MAGLEV WIND POWER GENERATOR 公开号：WO0144656 (A1) 公开日：2001-06-21 申请号WO2000KR01478 申请日：20001216 同族专利：KR2000012683 发明人：CHOI JAE-SIK (KR) 申请人：CHOI JONG CHUL (KR); CHOI JAE SIK (KR) 摘要：一种磁悬浮风力发电机，利用了风力和磁悬浮力，风力发电机的叶片中带有的永磁材料由于磁体的排斥力在悬浮状态旋转。发电机具有一个轴支撑架，一个垂直而向上地立于支撑件上的中心轴，大量叶片装配件，轴向地嵌入于中心轴，在其上下表面具有永磁材料，使表面相对轴向产生排斥力，一个飞轮位于轴支撑架和最低位置的风机叶片装配件之间，并嵌入于中心轴，飞轮一边装有一电机，所产生的旋转力从飞轮带传递至链条上。 主权项：一种磁悬浮风力发电设备，主要包括一个轴支撑架、一个中心轴、空心柱形的大量叶片装配件、一个飞轮和一个电机。中心轴与轴支撑架垂直并在其上方与其连接；叶片装配件轴向嵌入于中心轴，该处的永磁材料与上下表面连接，则使轴向各表面产生相互排斥的力；飞轮位于轴支撑架和最低位置的风机叶片装配件之间，并与中心轴连接；飞轮一边装有电机，所产生的旋转力从飞轮带传递至链条上。 http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=WO0144656&F=0 6. OMNI-DIRECTIONAL WIND TURBINE ELECTRIC GENERATION SYSTEM 公开号：WO2005108785 公开日：2005-11-17 同族专利：US2005248160 (A1)发明人：WATKINS PHILIP G (US) 申请号：WO2005US15401 申请日：20050503 申请人：GLOBAL WIND TECHNOLOGY INC (US); WATKINS PHILIP G (US) 摘要：一个全方位风力发电系统，包括对应于风向标载风的风轮，在它表面会产生空气动力提升力，在另一面产生阻力，这两种力产生的力矩形成了旋转，电机与风轮直接共轴相连，不在其中设置动力传递连接。 主权项：一种由风力驱动的发电系统，包括：支撑结构、一个带有旋转中心轴的风轮、由风轮驱动的一根轴、带有发电机转子和定子的电机，其中的定子相对于上述支撑结构固定，转子与上述轴相连并有上述轴驱动旋转，上述风轮、上述轴、上述电机转子共轴并互相直接连接。 http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=WO2005108785&F=0 7、WIND POWER GENERATOR 公开号：JP2005094936 公开日：2005-04-07 申请号：JP20030325469申请日：20030918 发明人：KAMAIKE KUNIHIRO 申请人：KAMAIKE KUNIHIRO; MIZOGUCHI HIDEAKI 摘要： 需解决的问题：提供一种风力发电机，可以在宽泛的风速范围（接近于零风速的微风至超过额定风速的强风）内进行风力发电。解决方案：一个（圆形）框架3H的安置辐射于水平轴风力发电机1H的叶片21H-23H外部，永磁体41-43置于叶片21H-23H 向外辐射方向的外侧端部，大量电磁体M1-M12置于（圆形）框架3H内圆周表面、永磁体41-43的对面，控制单元7用于控制电磁体M1-M12电力供应，当测量单元6测量到的风速或者叶片2H的旋转速度低于或者高于极限水平，不能向电磁体M1-M12提供动力，控制单元7使电磁体M1-M12产生极性抵抗永磁体41-43。这也同样可以应用于垂直轴风力发电机上1V。 http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=JP2005094936&F=0 8、WIND POWER GENERATOR 公开号：JP11299202 公开日：1999-10-29 申请号：JP19980104459 申请日：19980415 发明人：MIYAZONO KUNIAKI; MATSUMOTO KAZUNORI; MIYAKE HIROSHI 申请人：MATSUSHITA SEIKO KK 摘要： 需解决的问题：提供一种风力发电机，可以在即使只有微风的情况下发电，将风能转化为电能的时候不使用增速箱，电机结构简单、低速旋转但具有较高的发电效率。解决方案：风力发电机的构成是：一个平圆形基座3，与传输轴2连接，传输轴2根据外来的风力旋转，一些永磁材料9安装于基座3外围部分经过轭套部分8的低表面，线圈11置于永磁体9的反面经过第二个轭套部分10，由此在永磁体旋转之时，线圈11中产生电压。因此，风力发电机能够产生电力，甚至在微风的情况下，电机的发电效率也得到了改进。 http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=JP11299202&F=0 重点企业：美国环球风能科技有限公司 上述第6篇专利WO2005108785的申请人美国环球风能科技有限公司（Global Wind Technology Inc．, GWT），是一家创新型再生能源科技公司，拥有世界上先进的风能应用技术，该公司风力发电机的主要特点即是垂直轴、磁悬浮技术、新型风轮、发电机和控制系统。该公司于2004年面世的无阻尼风力发电机产品，利用了磁悬浮原理，直接驱动发电机运转发电，从而避免了电机的机械阻力和摩擦阻力。该技术的应用使风力发电机的风能利用率提高，使风力发电的成本有望和火力发电的成本相媲美，并且可以改善电网的稳定性。 作为一家风力发电机组的设备提供商，GWT积极参与各种专业展会，活跃在国际风力发电舞台上。最近的一次，是在2005年5月，GWT参加了在美国举行的WINDPOWER 2005 EXHIBITION。而在2004年底，在第六届中国国际高新技术成果交易会上，它向国内企业展示了磁悬浮原理无阻尼风力发电机技术和产品。 同时，GWT在中国成立了环球动力设备（中国）有限公司，从美国总部引进当今世界上先进的无阻尼风力发电机技术，在中国生产、销售GWT的风力发电机，并为GWT美国总部代工（OEM），目前已经在上海设立了联络办事处。公司希望五年内使GWT的产品在中国市场占据当年60%以上的市场份额，并逐步在国际市场占据一定的市场份额，使GWT在能源行业成为一个国际化的知名品牌。 国内研发已启动 再看国内，自上世纪80年代起已对高效永磁风力发电机进行了相关研究，并申请了专利，申报了成果，但大多局限于小功率的风力发电机，研究单位主要有清华大学、湖南大学、沈阳工业大学、鞍山钢铁学院、辽宁工学院等。近年，随着国内外环境保护和可再生能源利用的一再强调，高效风力发电机的研制再次成为科研重点。在2005年12月27日的《人民日报》中，有报道称中国科学院广州能源所、广州中科恒源能源科技有限公司和兰州环优磁机电有限责任公司共同自主研发了全永磁悬浮风力发电机，结构上完全由永磁体构成、不带任何控制系统，加装了全永磁悬浮轴承的发电机，起动风速为1.5米/秒，发电输出功率可提高20%以上。 拓展阅读 1、混合磁路永磁电机技术 万方数据库 中国科技成果 成果持有者：清华大学 2、高效风力发电机 万方数据库 中国科技成果 成果持有者：河南省鹤壁市轻工电子研究所 3、世界首台磁悬浮原理风力发电机将亮相 http://news.gd.sina.com.cn/finance/2004-10-08/708967.html 4、US2004041409 5、JP2001099046 6、风力发电机 http://www.newenergy.org.cn/science/2005-10/20051296.html 7、EXHIBITORS WINDPOWER 2005 Conference & Exhibition May 15-18, 2005 http://www.awea.org/conference/wp05/wp05_exhibitors.html (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/11/2006)