自平衡悬浮结构的垂直轴风力机传动主轴

摘要

本发明公开了一种自平衡悬浮结构的垂直轴风力机传动主轴，主要由外套筒垂直静止轴、内旋转传动轴、径向二自由度全永磁悬浮轴承、轴向单自由度全永磁悬浮轴承、径向磁力全角度自调节机构等组成。径向磁力全角度自调节机构安装于外套筒垂直静止轴上，能够始终处于迎风位置，并在风力大小变化时，实现径向悬浮磁力的闭环反馈自调节功能，使得内旋转传动轴相对于外套筒垂直静止轴的径向悬浮气隙基本不变。本发明所述及的垂直轴风力机传动主轴采用了全永磁悬浮技术和纯机械式自动控制机构，具有结构简单，无摩擦，不耗费电能，成本和故障率低，性价比高等优点。

主权项

一种自平衡悬浮结构的垂直轴风力机传动主轴，其特征是：包括外套筒垂直静止轴、内旋转传动轴、径向二自由度全永磁悬浮轴承、轴向单自由度全永磁悬浮轴承，其特征是：还包括径向磁力全角度自调节机构；所述径向磁力全角度自调节机构包括扇弧形风压感应集风板、永磁力矩单元体、风力矩传动臂、径向轴承、集风板支架、永磁力矩支架、传动臂铰链、滚轮、滑动轨道、弹簧、导风背鳍板、限位横梁；径向轴承安装于外套筒垂直静止轴外径上，并与集风板支架和永磁力矩支架相连；扇弧形风压感应集风板和集风板支架之间安装传动臂铰链；风力矩传动臂一侧与扇弧形风压感应集风板相连，另一侧的末端安装滚轮；永磁力矩单元体顶部与滚轮接触，底部与滑动轨道接触，背部通过弹簧与永磁力矩支架相连；滑动轨道与永磁力矩支架底部相连；导风背鳍板与扇弧形风压感应集风板背部相连；限位横梁与永磁力矩支架顶部相连；外套筒垂直静止轴上安装径向二自由度全永磁悬浮轴承和轴向单自由度全永磁悬浮轴承，其内套入内旋转传动轴；所述外套筒垂直静止轴、内旋转传动轴均由导磁材料制成；所述扇弧形风压感应集风板、风力矩传动臂、径向轴承、集风板支架、永磁力矩支架、传动臂铰链、滚轮、滑动轨道、弹簧、导风背鳍板、限位横梁均由非导磁材料制成；所述径向二自由度全永磁悬浮轴承由径向隔磁环、径向永磁环和径向永磁体组成；径向永磁环通过径向隔磁环套接在内旋转传动轴上，沿内径向外径方向充磁；径向永磁体共有2对，沿外套筒垂直静止轴的截面圆周均匀排布安装，沿外径向内径方向充磁；所述轴向单自由度全永磁悬浮轴承由轴向推力盘、轴向上隔磁环、轴向上永磁环、轴向下永磁环、轴向下隔磁环组成；轴向推力盘固定安装在内旋转传动轴上，轴向上永磁环通过轴向上隔磁环嵌入安装于轴向推力盘的内部，沿垂直向下方向充磁；轴向下永磁环通过轴向下隔磁环嵌入安装于外套筒垂直静止轴1的台座上，沿垂直向上方向充磁。