永磁悬浮风力发电机国内外技术发展及专利简介

磁悬浮风力发电机研究及发展现状随着人类对环境保护的重视度不断提升，清洁能源的重要性日益凸显。

其中，风力发电作为一种可再生、清洁、安全、无噪音的新型能源，已经成为了全球关注的热点。

而在风力发电技术中，磁悬浮风力发电技术因其高效、可靠、低噪音、低维护成本等优点，越来越受到人们的重视。

本文将从磁悬浮风力发电机的原理、研究现状、技术难点以及未来发展方向等方面进行探讨。

一、磁悬浮风力发电机的原理磁悬浮风力发电机是利用磁悬浮技术和风力发电技术相结合，实现叶片悬浮在永磁轴承上，旋转驱动发电机发电的一种新型风力发电技术。

磁悬浮风力发电机由永磁同步发电机和磁悬浮装置两部分组成。

其中，永磁同步发电机是将风能转化为电能的核心部件，通过转子和定子之间的电磁感应，将风能转化为电能输出。

而磁悬浮装置则是将转子悬浮在空气中，实现了无接触、无摩擦、低能耗的转子悬浮状态。

磁悬浮技术的应用，使得磁悬浮风力发电机具有了高效、可靠、低噪音、低维护成本等优点。

二、磁悬浮风力发电机的研究现状目前，磁悬浮风力发电技术在世界范围内已经得到了广泛的研究和应用。

美国、日本、德国等发达国家已经开始了磁悬浮风力发电机的研发和应用。

其中，美国的Maglev Wind Turbine公司开发的磁悬浮风力发电机已经实现商业化运营，并且已经在多个国家得到了应用。

此外，日本的JR集团也在磁悬浮技术方面有着较为深入的研究，他们开发的磁悬浮风力发电机已经在日本的一些海岛上进行了试点应用。

在国内，清华大学、哈尔滨工业大学等高校的科研团队也在磁悬浮风力发电机的研究方面进行了一定的探索。

三、磁悬浮风力发电机的技术难点虽然磁悬浮风力发电技术具有很多的优点，但是也存在一些技术难点。

首先，磁悬浮技术需要使用高性能永磁体，而目前世界范围内高性能永磁体的生产仍然存在一定的问题。

其次，磁悬浮技术需要使用高精度的磁悬浮轴承，而这种轴承的生产成本较高，且维护难度较大。

此外，磁悬浮风力发电机的结构较为复杂，需要进行精细的设计和制造，这也是技术难点之一。

磁悬浮风力发电机研究及发展现状随着人类对环境保护意识的不断提高，新能源的开发和利用已经成为了全球关注的焦点。

而风能作为一种清洁、可再生的能源，其发电技术也在不断发展和创新。

其中，磁悬浮风力发电机作为一种新型的风力发电技术，具有高效、低噪音、低维护成本等优点，受到了广泛的关注和研究。

磁悬浮风力发电机是一种利用磁悬浮技术实现风力发电的新型装置。

与传统的风力发电机相比，其最大的特点就是采用了磁悬浮技术，即将转子悬浮在永磁体上，避免了传统轴承的摩擦和磨损，从而提高了转子的转速和效率。

同时，磁悬浮风力发电机还采用了直驱发电技术，将风轮直接连接到发电机转子上，避免了传统风力发电机中的齿轮传动，从而降低了噪音和维护成本。

目前，国内外已经有不少研究团队对磁悬浮风力发电机进行了深入的研究和实验。

其中，国外的研究较为先进和成熟，主要集中在美国、德国、日本等发达国家。

美国的磁悬浮风力发电机技术已经进入了商业化阶段，德国和日本也在积极推进该技术的应用和发展。

而国内的研究团队虽然起步较晚，但在近年来也取得了一定的进展。

如华南理工大学研制的小型磁悬浮风力发电机已经成功实现了商业化应用。

虽然磁悬浮风力发电机具有很多的优点，但其也存在一些挑战和问题。

首先，磁悬浮技术本身就较为复杂，需要高精度的控制和稳定性较好的永磁体。

其次，磁悬浮风力发电机的造价较高，目前还无法与传统风力发电机相比。

此外，磁悬浮风力发电机的适用范围也较为有限，只能在风速较高的海洋和山区等地区使用。

总的来说，磁悬浮风力发电机作为一种新型的风力发电技术，具有很大的发展潜力。

虽然其目前还存在一些问题和挑战，但随着技术的不断进步和成熟，相信其将在未来得到更广泛的应用和推广。

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101034861A [43]公开日2007年9月12日[21]申请号200610011434.7[22]申请日2006.03.06[21]申请号200610011434.7[71]申请人广州中科恒源能源科技有限公司地址510640广东省广州市天河区五山能源路2号中科院广州能源研究所技术集成大厦3楼[72]发明人李国坤 曾智勇 谢丹平 [74]专利代理机构北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司代理人张涛[51]Int.CI.H02N 15/00 (2006.01)F16C 32/04 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页[54]发明名称全永磁悬浮风力发电机[57]摘要本发明提供了一种全永磁悬浮风力发电机，包括机架、机械轴承、轴和风轮，所述风轮设置于轴前部，所述轴通过机械轴承与机架相连，其特征在于：所述风轮和机械轴承之间设置有一组或多组利用环绕在轴上并分别设置在轴和机架上的对应磁极的位差产生向上磁性力以消除所述风轮重力影响的永磁悬浮装置。

本发明具有结构简单合理、起动风速低、输出功率大的优点。

200610011434.7权 利 要 求 书第1/1页1.全永磁悬浮风力发电机，包括机架、机械轴承、轴和风轮，所述风轮设置于轴前部，所述轴通过机械轴承与机架相连，其特征在于：所述风轮和机械轴承之间设置有一组或多组利用环绕在轴上并分别设置在轴和机架上的对应磁极的位差产生向上磁性力以消除所述风轮重力影响的永磁悬浮装置。

2.如权利要求1所述的全永磁悬浮风力发电机，其特征在于：所述永磁悬浮装置包括一永磁体转子和于其侧对应设置的一个或两个永磁体定子，所述转子套装于轴上并可随轴一起转动，定子固定在机架上，且转子和定子的轴心具有一高度差。

3.如权利要求2所述的全永磁悬浮风力发电机，其特征在于：所述定子轴心高于转子轴心，定子和转子具有相反的磁极结构；或者是定子轴心低于转子轴心，定子和转子具有相同的磁极结构。

专利名称：磁悬浮风力发电机专利类型：实用新型专利
发明人：罗卫城,张静传
申请号：CN200520032497.1申请日：20051102
公开号：CN2836318Y
公开日：
20061108
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型是一种磁悬浮风力发电机，可充分利用风能以解风力发电机的高效率发电问题，该机是，壳体内装永磁体构成外壳式转子，永磁体内面呈间隙装有定子，定子上有定子绕阻线圈，定子及定子绕阻线圈装在固定轴上，固定轴上下端接近壳体处装有环形磁体，与环形磁体相应处的壳体上装有磁体组成磁悬浮结构，固定轴穿过壳体置于上下端盖内，本实用新型结构新颖独特，风轮装在风力发电机外壳上，风轮转动力矩大，惯性大，并且，由于采用磁悬浮结构，有效克服了原转轴与轴承间所产生的摩擦力，低速风力下便可使用发电，与储电器相配合，可实现全天候供电，极大的满足人们日常生活中供电的需要，为风能的开发和利用开拓更加广阔的光明前景。

申请人：罗卫城,张静传
地址：450008 河南省郑州市东明路1号院河南中医学院图书馆
国籍：CN
代理机构：郑州天阳专利事务所
代理人：聂孟民
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专利名称：一种垂直轴悬浮永磁风力发电机
专利类型：实用新型专利
发明人：蔡彬,褚晓广,王茂友,闫绍敏,孙宗耀,丁钰申请号：CN201720652117.7
申请日：20170607
公开号：CN206917804U
公开日：
20180123
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种垂直轴悬浮永磁风力发电机，属于风电领域。

该风力发电机包括：转子、定子、外壳、塔筒、基座、阻尼刹车系统、悬浮系统、采风驱动系统、控制系统。

所述定子包括定子铁心和三相绕组，套装在所述塔筒的外圆周上，并与塔筒固定，所述转子包括转子铁心、永磁体，套在定子外侧；所述悬浮系统电磁永磁混合悬浮系统；所述采风驱动系统包括横向支架、纵向支架、叶片、套管，其中横向支架及纵向支架与所述转子和外壳固定；所述控制系统通过气隙长度设定值与气隙实时测量值之差得到悬浮电流给定值，以此控制悬浮气隙，确保发动机平稳发电。

本实用新型结构巧妙、控制简单、安装维护简便，风能利用率高，可实现低风速启动及大功率输出。

申请人：曲阜师范大学
地址：273165 山东省济宁市曲阜市静轩西路57号
国籍：CN
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我国“大型磁悬浮圆轨道风力发电机”获发明专利“大型磁悬浮圆轨道风力发电机”获发明专利在风电行业，常见的是大型水平轴类风力发电机，其云集了无数国内外专利，技术已经很成熟。

但是，我国在上海杭州湾安装的5千千瓦（5兆瓦）的水平轴风力发电机已经被称作超级工程了（见央视一套《超级工程4》），这是世界水平轴风力发电机装机最大容量了。

而垂直轴风力发电机额定输出功率目前只能达到1兆瓦左右，但是垂直轴风电机却是风电机大型化较有潜力的发展方向，现在日本﹑英国等国均有垂直轴风电机专门研究所，其中大型垂直轴风电机有两大至今未解决的难题：1.低转速发电问题，如50米直径垂直轴风力机在每秒5米的风速下，转速每分钟只有两圈左右，2.风叶片振动问题，由于力臂长，风叶片又装在风叶轮轮边上，即尖速度大，加上长力臂对风叶片的振动放大作用，振动是难免的。

可见，就目前技术水平，两者装机容量很长时间内都不会有较大的突破。

我已经获得发明专利权的大型磁悬浮圆轨道风力发电机是风力发电机的另类，可以说是大型风力发电机﹑超大型风力发电机的终极版。

其主要由上下装有强磁铁轨道做成的圆环形无中轴风叶轮，并且在风叶轮下两磁轨道中间装上强磁铁作为发电机转子，和上下强磁铁圆轨道的下磁轨道中间装上电磁感应组成的发电机定子，两者进行磁悬浮配合，风叶轮和圆轨道的磁悬浮配合相当于大型磁悬浮推力轴承，在风叶轮上装上风叶片并能在风的作用下，风叶轮和圆轨道的磁悬浮配合使风叶轮在圆轨道上作无机械磨擦的磁悬浮圆周运动，风叶轮上的强磁铁和圆磁轨道上的电磁感应圈的相对运动，在无机械磨擦，无机械能转换的基础上发电，即风能通过风叶轮上的转子磁铁和轨道上的电磁感应圈直接转换成电能，显然本发明相对有机械传递能量（轴承、齿轮﹑减速器等）的大型发电机能量转换效率高得多，而且本发明的发电方式是：利用风叶轮尖速度（边沿线速度）发电，以直径50米的风叶轮，每秒5米的风速为例，由于风叶片的不同，尖速度也将有所不同，但是转子和定子之间的相对运动速度最低也可以达到每秒3米以上，这就彻底解决了垂直轴各类大型风力发电机低转速发电问题。

专利名称：磁悬浮竖轴风力发电专利类型：发明专利
发明人：王晓川
申请号：CN201010113974.2申请日：20100121
公开号：CN102135069A
公开日：
20110727
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：科学家发明的无摩擦风力涡轮机，采用先进的磁悬浮列车技术，代替了滚珠轴承。

但它的磁悬浮力小。

磁悬浮竖轴风力发电是一种通过磁场同性相互排斥产生的作用力，产生磁悬浮力大，使风车悬浮在空气中减少摩擦阻力。

移动磁悬浮磁体[4]与固定磁悬浮磁体[5]的磁场同性相斥相对而立，竖轴风车[2]包括带移动磁悬浮磁体[4]的风车叶片[1]与带固定磁悬浮磁体[5]的风车竖轴[3]相连，风力推动风车叶片[1]、移动磁悬浮磁体[4]与带变速传动器[6]的发电机[7]转动，它可十分方便地推动几乎无摩擦阻力的磁悬浮竖轴风车发电，达到大型风车的磁悬浮风力发电的目的。

重心低，建造安装方便。

优点是；风能利用率高，降低风电成本。

申请人：王晓川
地址：362000 福建省泉州市津霞街136号市食品公司宿舍502室
国籍：CN
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1 CN01118584.8 电磁永磁力原动机电磁永磁力原动机，由动杆和固定杆组成，动杆内装有电磁铁，固定杆内装有永久磁铁，动杆两端套装有推杆。

可用于边远或缺煤、缺水力地区和农村，作为发电机或发动机之用；结构较简单；使用和操作简便。

2 CN01118585.6 电磁永磁原动机电磁永磁原动机，由摆动杆和固定杆组成，摆动杆铰接于立轴上，摆动杆内装有电磁铁，固定杆内装有永久磁铁，摆动杆的纵杆两端铰接有推杆。

可用于边远或缺煤、缺水力地区和农村，作为发电机或发动机之用；结构较简单；使用和操作简便。

3 CN01118583.X 永磁力原动机永磁力原动机，由动杆、滑轮和升降杆组成，动杆内装有永久磁铁，升降杆内均装有永久磁铁，动杆两端套装有推杆，滑轮通过吊绳吊装两升降杆。

可用于边远或缺煤、缺水力地区和农村，作为发电机或发动机之用；结构较简单；使用和操作简便。

4 CN01129575.9 电磁永磁联合励磁发电机电磁永磁联合励磁发电机，转子面对气隙表面均布凸齿，齿距为一对极距，其间设置相同极性的永磁体，各凸齿上设电磁励磁线圈，由可正反变幅直流源供电，产生±Δφ，叠加在永磁体产生的主磁通φ上，构成对发电机电压的调节。

本发明发电机解决永磁发电机电压不可调节问题，而无需损耗大、价贵、运行不可靠的动力电路中的调压装置。

5 CN01129576.7 带电励磁桥的永磁发电机带电励磁桥永磁发电机每极的永磁磁通由设在电机激磁部分由电枢一边表面跨于两相邻极之间的磁桥分路。

绕磁桥设电励磁线圈，由变幅直流电压供电，使在磁桥中产生的磁通与经过磁桥的永磁磁通方向相反。

通过调节电励磁的强弱，改变经过气隙的磁通大小，从而调节发电机电压，改变电励磁变幅电流的频率将改变发电机包络线的频率，从而取得变频电压。

本发明可简单、方便、经济地对永磁发电机调压稳压及变频。

6 CN01120178.9 平面型幅向电枢线槽轴向磁场永磁电机平面型幅向电枢线槽轴向磁场永磁电机，定、转子轴向呈多层交替安排，面对定子的转子表面设置呈扇形或梯形的永磁块，沿圆周极性交替变化。