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上海电力2007年第5期

H型垂直轴风力发电机的结构设计

牛海峰，张冬

(上海麟风风力发电设备有限公司，上海200063)

摘要：垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机相比，具有起动风速低、风能利用率高等诸多优点和广阔的市

场应用前景。文章介绍了H型垂直轴风力发电机的主要结构特点及其设计方法，对小型垂直轴风力发电机

进行结构优化设计并应用于工业产品的设计作了阐述。

关键词：垂直轴；风力发电机；结构设计

中图分类号：TM614；TK83文献标识码：B

垂直轴风力发电机因起动风速低、风能利用横向风荷载，发电机转子受弯扭组合荷载，同时处

率高、无噪声、无需对风向、安全性高等诸多优点，于交变应力状态，对其结构设计极为不利。采用

与水平轴风力发电机相比，更具有广阔的市场应如图2所示的承力结构型式可以极大地改善结构

用前景，垂直轴风力发电机的研究也取得了长足的受力情况，使得承力结构设计更加合理。

的进步。支持翼用来连接

通过对H型垂直轴风力发电机的主要结构主轴和叶片，以形成具

特点及其设计方法的介绍，并经过计算机仿真对有一定刚性的H型框

其结构的设计方案优化，最终在工业设计中得到架结构，这样有利于叶

推广与应用。片的结构设计及整体

结构的安全性。

1H型垂直轴风力发电机的结构特点

图2主轴与发电机连接叶片是风力发电

H型垂直轴风力发电机主要由风轮装置、发结构型式机的关键部件，叶片外

电机、刹车装置、控制器和塔架等部件组成，如图形设计尤为重要，直接关系到能否获得所希望的

1所示。功率。支持翼与叶片的连接采用如图3所示的叶

(1)风轮装置。片箍方式，以确保两者连接的可靠性。

支持翼风轮装置是把风能

转换为机械能的重

风轮装置要部件。风轮装置

圭越组件＼

的设计好坏，将直

接决定整个风力发图3叶片箍

电机系统的成功与(2)发电机。发电机的结构型式为立式心轴

发电札7否。风轮装置主要通孔三相交流永磁同步发电机。发电机为结合

由主轴组件、支持H型垂直轴风力发电机特点而专门设计的低转

翼、叶片等零部件速发电机。

组成。(3)刹车装置。刹车装置是风力发电机必须

主轴组件为整配备