CN219654814U - 磁悬浮微风风力发电机 - Google Patents

Abstract

本申请具体涉及磁悬浮微风风力发电机，包括至少一组发电组件，其发电组件包括中心柱、多段转子和多段定子部件；多段转子包括外筒和多段永磁体轴段，多段永磁体轴段沿外筒的轴向间隔排列固定在外筒的内侧面，且相邻的两段永磁体轴段之间具有轴向间隔距离；多段定子部件包括多段定子铁芯和多段定子绕组，多段定子绕组和多段定子铁芯一一对应设置，多段定子部件沿中心柱的轴向上依次排列，相邻两段定子部件之间具有轴向间隔距离；定子铁芯远离中心柱的一侧为光滑的表面，且为无槽的定子铁芯，定子绕组采用贴片绕组，贴设于定子铁芯远离中心柱的外表面。通过采用无槽定子铁芯，消除了定位力矩的问题，风力发电机能够在微风条件下的启动和低速运行。

Description

磁悬浮微风风力发电机

技术领域

本申请属于发电机技术领域，具体涉及一种磁悬浮微风风力发电机。

背景技术

分布式能源***是人类今天和未来能源的先进模式，分布式风力发电机是分布式能源***中的基础部件。

其中，为了实现微风发电，磁悬浮发电机越来越受到重视。但其中磁悬浮风力发电机中的转子永磁体和定子开槽之间相互影响而产生定位力矩，产生的定位力矩影响着磁悬浮风力发电机的启动和低速运行性能。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种磁悬浮微风风力发电机，能够消除磁悬浮微风风力发电机中定位力矩的损耗的问题，并能够在微风情况下进行发电。

本申请提供了一种磁悬浮微风风力发电机，包括至少一组发电组件，所述发电组件包括：

中心柱；

多段转子，所述多段转子包括外筒和多段永磁体轴段，所述外筒围设于所述中心柱的外侧，且与所述中心柱间隔设置，所述外筒与所述中心柱的轴心重合设置，所述外筒的外侧面用于设置风叶，所述多段永磁体轴段沿外筒的轴向间隔排列固定在所述外筒的内侧面，且相邻两段所述永磁体轴段之间具有轴向间隔距离，所述外筒与所述中心柱均垂直同轴心嵌套设置；

多段定子部件，多段所述定子部件包括多段定子铁芯和多段定子绕组，所述多段定子绕组和所述多段定子铁芯一一对应设置，多段所述定子部件沿所述中心柱的轴向上依次排列，相邻两段所述定子部件之间具有轴向间隔距离；

其中，所述定子铁芯远离所述中心柱的一侧为光滑的表面，且为无槽的定子铁芯，所述定子铁芯固定设置于所述中心柱上，所述定子绕组采用贴片绕组，贴设于所述定子铁芯远离所述中心柱的外表面，用以形成三相电机定子绕组；所述永磁体轴段和所述定子部件之间具有径向气隙，所述径向气隙小于等于所述轴向间隔距离。

在本申请的一种示例性实施例中，每段所述定子部件包括多组所述定子铁芯和多组所述定子绕组，多组所述定子铁芯远离所述中心柱的外表面均贴设有所述定子绕组，每组所述定子绕组和多组所述定子铁芯一一对应设置，多组贴设有所述定子绕组的所述定子铁芯在所述中心柱上的轴向上沿轴向依次排列形成一段所述定子部件；

每段转子与每段定子部件的轴向长度相等，所述轴向间隔距离等于所述径向气隙的整数倍数，所述整数倍数大于零、且小于等于二，所述轴向间隔距离小于所述轴向长度的5-10倍。

在本申请的一种示例性实施例中，每段永磁体轴段包括：多个永磁体，在所述外筒的同一轴向位置处沿周向排列在所述外筒内壁上形成一段永磁体轴段，相邻两段永磁体轴段沿所述外筒周向错位设置，且周向错位360°/(PZn)，其中P电机磁极对数，Z电机的槽数，n分段数。

在本申请的一种示例性实施例中，所述磁悬浮微风风力发电机还包括多组风叶，所述定子部件和所述转子设于所述外筒内，所述多组风叶设于所述外筒外，所述多组风叶在所述外筒的周向上依次排布，且所述风叶的延伸方向与所述中心柱的轴线方向相互平行；

还包括：储能组件，用于进行能量转换、收集储存和能量输出中至少之一的工作内容，所述多段定子部件中定子绕组与所述储能组件电连接；

所述风叶用于承载外部风力的输入，并传递给所述多段转子使得转子相对定子部件产生转动，令位于磁场内的所述定子绕组内产生感应电流，所述感应电流流入所述储能组件。

在本申请的一种示例性实施例中，所述磁悬浮微风风力发电机包括两组发电组件，所述至少两组发电组件在轴向上依次排列；

所述发电组件包括所述定子部件、所述转子和所述风叶，所述至少两组发电组件上的风叶沿所述中心柱的周向上依次交错排列。

在本申请的一种示例性实施例中，所述发电组件还包括位于所述中心柱的轴向两端的支撑件，两个所述支撑件之间设有所述定子部件。

在本申请的一种示例性实施例中，所述发电组件还包括用于调整所述风叶角度的角度调节器。

在本申请的一种示例性实施例中，所述磁悬浮微风风力发电机还包括基座，所述中心柱垂直设于所述基座上；所述中心柱靠近所述基座的端部设有引线孔，所述定子绕组的输出端从所述引线孔处引出，并与逆变器连通，所述逆变器能够在强风时向所述定子绕组提供阻尼电流。

在本申请的一种示例性实施例中，所述永磁体轴段和所述定子绕组之间沿中心柱的轴向至少部分相对错开，多个所述永磁体轴段和多个所述定子绕组通过所述中心柱呈嵌套固定设置时，所述永磁体轴段与所述定子绕组之间沿轴向错位偏移预设间距，所述预设间距大于零、小于所述轴向间隔距离的预设倍数，所述预设倍数小于1。

在本申请的一种示例性实施例中，所述磁悬浮微风风力发电机每极每相槽数q＝Z/(2P*m)≤1/2，其中，Z是虚槽数，2P是极数，m是相数。

本申请方案具有以下有益效果：

本申请方案包括磁悬浮微风风力发电机，其包括中心柱、多段转子和多段定子部件；其中，多段定子部件中采用多段无槽的定子铁芯，消除了定子铁芯与转子中的永磁体轴段产生定位力矩的问题，进而消除了定位力矩而产生损耗的问题，保证磁悬浮微风风力发电机能够在微风条件下的稳定启动和低速运行。

此外，采用分段式设计还能提高磁悬浮刚度；也能简化磁悬浮微风风力发电机的安装操作。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提供的磁悬浮微风风力发电机的剖面结构示意图；

图2示出了图1中多段转子和多段定子部件对应的局部放大结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的永磁体在外筒内的结构示意图；

图4示出了本申请实施例提供的风叶沿中心柱的周向上依次交错排列的结构示意图；

图5示出了本申请实施例提供的转子与定子部件对应的结构示意图。

附图标记说明：

1、发电组件；10、中心柱；20、转子；201、外筒；202、永磁体轴段；2021、永磁体；30、定子部件；301、定子铁芯；302、定子绕组；40、风叶；50、储能组件；60、支撑件；70、基座。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

参见图1所示，本申请实施例提供了一种磁悬浮微风风力发电机，其包括至少一组发电组件1。

示例地，本申请方案中包括两组发电组件1，在垂直方向上依次排列；一组发电组件中包括有中心柱10、多段转子20和多段定子部件30。

其中，参见图1和图2所示，该多段转子20包括有外筒201和多段永磁体轴段202，该外筒201围设于中心柱10的外侧，并与中心柱10之间间隔设置，该外筒201与中心柱10的轴心重合设置，且该外筒201与中心柱10均垂直同轴心嵌套设置。此外，该外筒201的外侧面用于设置风叶40，外筒201可以是导磁薄壁钢管，例如无缝钢管、卷管等，为了便于磁悬浮微风风力发电机的安装和生产，以及模块化生产，将该导磁薄壁钢管分段设计，并且做成“工”字型导磁薄壁钢管。这样，可方便地通过风叶40连接成整体，同时还方便地安装风叶40。

该多段永磁体轴段202沿外筒201的轴向间隔排列固定在该外筒201的内侧面上，相邻两段的永磁体轴段202之间具有轴向间隔距离λ。

可以理解的是，本申请实施例提及的轴向分段是指当中心柱10垂直放置时，沿中心柱10的轴向分段设置。因此对于每一个轴向分段的永磁体轴段202本身就可以构成一个磁场用于发电或电机转动，每段永磁体轴段202本身其实是可以沿中心柱10的周向排列的多个永磁体块组成的集合体。本申请提到的轴向分段在于考虑沿中心柱10的轴向分段设置，并不影响或干扰作为单个独立的永磁体轴向分段本身作为磁场提供的载体所采用的方式，也就是作为单个独立的永磁体轴向分段本身可以采用常规的方式来实现永磁体块的固定。

值得一提的是，该多段永磁体轴段202的材料是钕铁硼、铁氧体、粘接钕铁硼、塑料钕铁硼等。例如，可以是塑料钕铁硼，充磁后粘接在外筒201的内侧面上即可，工艺非常简单和成本低廉。

进一步地，参见图2所示，该多段定子部件30包括多段定子铁芯301和多段定子绕组302，该多段定子绕组302和多段定子铁芯301一一对应设置，该多段定子部件30沿中心柱10的轴向上依次间隔排列，相邻两段的定子部件30之间也具有轴向间隔距离λ。

需要说明的是，该相邻两段永磁体轴段202之间的轴向间隔距离λ与相邻定子部件30之间的轴向间隔距离λ相同。

此外，参见图2所示，该定子铁芯301远离中心柱10的一侧为平整且光滑的表面，且该定子铁芯301为光滑无槽的结构。该无槽的定子铁芯301固定嵌套设置于中心柱10上，定子绕组302采用贴片绕组，通过粘接或焊接的方式贴设于定子铁芯301远离中心柱10的光滑外表面上，用于形成三相电机定子绕组302。

可以理解的是，若定子铁芯采用有槽结构，会使得定子铁芯和转子在开槽地方会形成更大的磁力，也就会形成定位力矩，进而产生过多损耗的问题。因此，本申请通过无槽定子铁芯301避免了定子铁芯301与永磁体轴段202之间产生定位力矩的问题，进而消除了定位力矩而产生损耗的问题，保证磁悬浮微风风力发电机能够在微风条件下稳定启动和低速运行。

值得一提的是，为了减小定子铁芯301的涡流损耗，该定子铁芯301的材料是硅钢片、薄铁片、铁氧体或微晶硅、SMC复合软磁材料等软磁材料。

此外，由于该转子20和定子部件30分段设计，其可以根据直径变化和高度变化制造出不同输出功率或输出容量的风力发电机。并且由于转子20采用分段式设计，其能够根据转子20的数量简单改变输出功率或输出容量，方便风力发电机的序列化生产。

进一步地，参见图2所示，该永磁体轴段202与定子部件30之间具有径向气隙δ，该径向气隙δ小于等于轴向间隔距离λ；也即：λ≥δ，由于轴向间隔距离λ非常小，对于相同长度的电机，其定子铁芯301的实际有效长度与不分段的定子铁芯长度相差不大；也就是说，采用分段，对电机定子铁芯301实际长度影响非常小，进而保证电机的输出功率，更有利于实用。而且，该定子绕组302在贴设于定子铁芯301上时，覆盖相邻两端的定子铁芯301之间的轴向间隔，该定子绕组302的实际长度不变，因此，本申请采用分段式定子铁芯301对电机的输出功率几乎不产生影响或影响可以忽略。

更进一步地，每段定子部件30包括多组定子铁芯301和多组定子绕组302，多组定子铁芯301远离中心柱10的外表面均贴设有该定子绕组302，每组定子绕组302和多组定子铁芯301一一对应设置，该多组定子铁芯301在中心柱10上的轴向上依次排列形成一段定子部件30，每组定子绕组302采用贴片绕组的方式，贴设于定子铁芯301远离中心柱10的外表面，用以形成三相电机定子绕组302，多段定子部件30对应的三相电机定子绕组302之间通过串联或并联的方式连通，以将其产生的电流并联或串联输送至储能装置中。

可以理解的是，该定子绕组302也可以采用整体设计，其覆盖于多段定子铁芯301的外表面。

可选地，相邻转子20与相邻定子部件30的轴向长度相等，其轴向间隔距离λ等于该径向气隙δ的倍数。可选地，该λ＝δ或λ＝2δ，其中，径向气隙δ与轴向间隔距离λ的倍数可以为整数倍，且该整数倍数大于零、且小于等于二。该轴向间隔距离λ小于轴向长度的五至十倍。

示例地，该轴向间隔距离λ等于径向气隙δ，或者该轴向间隔距离λ等于径向气隙δ的2倍，也就是说，该轴向间隔距离λ大于或等于径向气隙δ。

需要说明的是，通过分段提高磁悬浮刚度的原理如下：由于磁悬浮刚度与径向气隙δ的面积的大小以及轴向偏离后产生面积大小的变化率正相关，可以简化表示为磁悬浮刚度：K＝ηαBπD1L1，对于外转子20电机，其中B气隙磁密，D1定子铁芯301外径或转子20内径D2直径，径向气隙δ：δ＝(D2-D1)/2，定子或转子20长度相等为L1＝L2，α磁悬浮刚度常数(与磁钢形状、齿槽结构、材料等参数有关)，由于本申请实施例中该定子铁芯301采用无槽结构，因此，该磁悬浮刚度常数可以不予考虑齿槽结构；η轴向偏离后径向气隙δ的面积的变化率。由于轴向偏离后径向气隙δ的面积的变化率表达式的分子与分母都与长度L1有关，当轴向间隔距离λ等于或略大于径向气隙δ时，且满足轴向间隔距离λ远远小于L1/n分段后定子或转子20长度，此时，轴向偏离后径向气隙δ的面积的变化率η近似为1。所以，当轴向间隔距离λ等于或略大于径向气隙δ时，轴向磁悬浮刚度与分段数n，几乎成正比。本申请分段后的轴向被动磁悬浮的最大刚度近似为：0.95nK(Nm/mm)，其中K(Nm/mm)是单段轴向被动磁悬浮的刚度，而轴向磁悬浮的有效工作范围减小了，近似为：0.95λ。因此，本申请中的轴向磁悬浮刚度与转子20或定子的分段数成正比。

其中，该径向气隙δ可以理解为是定子铁芯301远离中心柱10的表面与永磁体轴段202靠近中心柱10的内表面之间的间距。

在本申请实施例中，多段转子20和多段定子部件30的轴向长度相同；当定子部件30和转子20的分段数大于4时，轴向被动磁悬浮刚度所产生的轴向恢复力足以克服风力发电机的风叶40和多段转子20的重量，且轴向偏移小于0.5mm，可以产生最大的轴向被动磁悬浮刚度。因此，本申请有了轴向被动磁悬浮，使得回转体的重量可以忽略不计，使得中心柱10与轴承之间的摩擦力很小，有利于微风启动旋转发电。

进一步地，参见图3所示，该每段永磁体轴段202包括多个永磁体2021，在外筒201的同一轴向位置处沿该轴向进行排列，进而在外筒201的内壁上形成一段永磁体轴段202，相邻两段永磁体轴段202沿外筒201的周向错位设置，且周向错位360°/(PZn)，其中P电机磁极对数，Z电机的槽数，n分段数。也即通过等效斜磁钢来平滑定位转矩，这样可有效的减小定位力矩2～100倍，有利于风力发电机微风启动。

可以理解的是，分段数越大减小定位力矩的幅度也越大。通过上述分段可使本申请中风力发电机定位力矩小于0.17Nm。

更进一步地，参见图1和图4所示，该磁悬浮微风风力发电机还包括多组风叶40，该多组风叶40安装于外筒201远离中心柱10的一侧外表面上，且该多组风叶40在外筒201的周向上依次排布，且该风叶40的延伸方向与中心柱10的轴线方向相互平行。这样，将风叶40的延伸方向与中心柱10的轴线方向相互平行，能够更好地顺着风流动方向进行转动，进而带动该外筒201进行转动，从而带动外筒201内部的永磁体轴段202相对于该定子铁芯301进行转动，进而切割该永磁体轴段202与定子铁芯301之间的磁感线而在定子绕组302上产生电流。

此外，参见图1所示，该磁悬浮微风风力发电机还包括储能组件50，该储能组件50用于进行能量转换、收集储存和能量输出中至少之一的工作内容，多段定子部件30中的定子绕组302与储能组件50电连接。

示例地，该储能组件50可以进行能量转换、收集储存或能量输出中的一种工作内容；也可以是进行能量转换和收集储存、能量转换和能量输出或收集储存和能量输出的两种工作内容；还可以是进行能量转换、收集储存和能量输出的三种工作内容。

举例而言，该储能组件50可以将定子绕组302所传输的交流电转换为直流电，也可以是将定子绕组302传输的交流电进行收集储存，还可以是将收集的交流电或转换的直流电输出至对应变压器。

可以理解的是，该风叶40用于承载外部风力的输入，并将其传递给多段转子20，进而使得转子20相对于定子部件30产生转动，令位于磁场内的定子绕组302产生感应电流，使得感应电流通过定子绕组302流入储能部件中进行储存。

参见图1和图4所示，为了更好地获取风能，该磁悬浮微风风力发电机包括至少两组发电组件1，至少两组发电组件1在中心柱10的轴向方向上依次排列；每组发电组件1均包括上述定子部件30、转子20和风叶40，该定子部件30包括多段定子铁芯301和定子绕组302，转子20包括外筒201和多段永磁体轴段202；其中，该外筒201的数量与发电组件1的数量相同，且相邻两组发电组件1上的风叶40沿中心柱10的周向上依次交错排列。这样，通过将风叶40沿中心柱10的周向上错开角落安装，使得风叶40数量增加更加有利于微风启动，可以保持风叶40高效性能。

示例地，该磁悬浮微风风力发电机包括两组发电组件1，其两组发电组件1在轴向上依次排列，并通过法兰、螺钉等固定件固定连接在一起；在风的作用下，该两组发电组件按照相同的旋转方向进行旋转。参见图4所示，第一组和第二组的发电组件中的风叶40均按照角度为120°的弧度依次排列，且第一组发电组件中的风叶40与第二组发电组件中的风叶40不存在重叠，以使其沿中心柱10的周向上错开排布。

其中，该风叶40可以为垂直风叶40且为升力型风叶40，其外形为Φ型和H型，叶片剖面呈弯曲状，回转时可以提供向上的升力风流。此种风叶40其启动力矩低，尖速比较高，更加适合微风下转动，并且对于给定的风轮重量和成本，其具有较高的功率输出。

需要说明的是，该风叶40可以设计为单叶片、双叶片、三叶片或多叶片的结构。

此外，该风叶40可以与外筒201通过螺钉、铆钉等可拆卸方式连接。

在本申请实施例中，该中心柱10轴向的两端还设有支撑件60，该两个支撑件60之间设有该多段定子部件30。这样，通过中心柱10两端的支撑件60可以对中心柱10进行径向约束，被支撑件60磁悬浮轴向卸载重力，同时支撑转子20回转发电。通过轴向磁悬浮微风风力发电机的机械摩擦小，更加适合微风时发电；此外，该方式还不存在连轴节造成的轴承过度配合问题、不存在定位力矩等问题，运行噪声小，风力发电机运行寿命长等特点，特别适用于微风启动和微风发电。

而且，该中心柱10轴向两端的支撑件60可以采用轴承，该轴承室的轴向装配位置和尺寸，保证轴向磁悬浮的有效工作范围近似为0.95λ。

进一步地，该发电组件1还包括用于调整该风叶40角度的角度调节器，该角度调节器可以控制该风叶40的切风角度，以使得该磁悬浮微风风力发电机适用于不同该地区，使得风力发电机效率最高，增加其适用性。

更进一步地，该磁悬浮微风风力发电机还包括基座70，该中心柱10垂直设于该基座70上，并通过螺钉或铆钉固定于该基座70上，以用于对中心柱10进行支撑，使得中心柱10更加稳定。该中心柱10靠近该基座70的端部设有引线孔，以将定子绕组302的输出端从引线孔中引出，以将产生的电流输出。该定子绕组302的输出端与逆变器连通，该逆变器能够在该风叶40受强风时向定子绕组302提供阻尼电流，进而产生强大的反向力矩，为风叶40提供阻尼限速功能；还能够将定子绕组302输出的三相交流电逆变成所需要的直流电压或交流电压值。

此外，该永磁体轴段202和定子绕组302之间沿中心柱10的轴向至少部分相对错开，进而可以提高轴向磁悬浮刚度。

其中，参见图2和图5所示，该多个永磁体轴段202和多个定子绕组302通过中心柱10呈嵌套固定设置时，永磁体轴段202与定子绕组302之间沿轴向错位偏移预设间距θ，该预设间距θ大于零且小于相邻永磁体轴段202之间的轴向间隔距离λ的预设倍数，该预设倍数小于1，例如0＜θ＜0.9λ、0＜θ＜0.8λ或0＜θ＜0.6λ。这样，即使转子20和风叶40的自身重量过重，由于采用了上述结构设计，能够保证轴向磁悬浮刚度够大，轴向偏移依然可以控制在1.0mm以内。

值得一提的是，磁悬浮微风风力发电机每极每相槽数q＝Z/(2P*m)≤1/2，其中，Z是虚槽数，2P是极数，m是相数。

本申请实施例中槽数为：

虚槽数Z＝9N，极数2P＝8N或极数2P＝10N，绕组系数为0.945；

虚槽数Z＝15N，极数2P＝14N或极数2P＝16N，绕组系数为0.951；

虚槽数Z＝21N，极数2P＝20N或极数2P＝22N，绕组系数为0.953；

虚槽数Z＝27N，极数2P＝26N或极数2P＝28N，绕组系数为0.954；

其中N＝2，3，4，5，6，7，8，9，10，......大于或等于2的自然数。

本申请通过将定子铁芯301设计为无槽结构，避免了定子铁芯301与永磁体轴段202产生的定位力矩问题，进而避免了定位力矩产生的损耗问题，使其更加有利于在微风情况下发电。此外，通过分段式转子20和定子，可以增加磁悬浮微风风力发电机的刚度，轴向偏移可控制；且通过分段式设计，更加有利于安装和生产磁悬浮微风风力发电机，工艺简单且成本低廉。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，故但凡依本申请的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本申请专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，包括至少一组发电组件，所述发电组件包括：

中心柱；

多段转子，所述多段转子包括外筒和多段永磁体轴段，所述外筒围设于所述中心柱的外侧，且与所述中心柱间隔设置，所述外筒与所述中心柱的轴心重合设置，所述外筒的外侧面用于设置风叶，所述多段永磁体轴段沿外筒的轴向间隔排列固定在所述外筒的内侧面，且相邻两段所述永磁体轴段之间具有轴向间隔距离，所述外筒与所述中心柱均垂直同轴心嵌套设置；

多段定子部件，多段所述定子部件包括多段定子铁芯和多段定子绕组，所述多段定子绕组和所述多段定子铁芯一一对应设置，多段所述定子部件沿所述中心柱的轴向上依次排列，相邻两段所述定子部件之间具有轴向间隔距离；

其中，所述定子铁芯远离所述中心柱的一侧为光滑的表面，且为无槽的定子铁芯，所述定子铁芯固定设置于所述中心柱上，所述定子绕组采用贴片绕组，贴设于所述定子铁芯远离所述中心柱的外表面，用以形成三相电机定子绕组；所述永磁体轴段和所述定子部件之间具有径向气隙，所述径向气隙小于等于所述轴向间隔距离。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，每段所述定子部件包括多组所述定子铁芯和多组所述定子绕组，多组所述定子铁芯远离所述中心柱的外表面均贴设有所述定子绕组，每组所述定子绕组和多组所述定子铁芯一一对应设置，多组贴设有所述定子绕组的所述定子铁芯在所述中心柱上的轴向上沿轴向依次排列形成一段所述定子部件；

每段转子与每段定子部件的轴向长度相等，所述轴向间隔距离等于所述径向气隙的整数倍数，所述整数倍数大于零、且小于等于二，所述轴向间隔距离小于所述轴向长度的5-10倍。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，每段永磁体轴段包括：多个永磁体，在所述外筒的同一轴向位置处沿周向排列在所述外筒内壁上形成一段永磁体轴段，相邻两段永磁体轴段沿所述外筒周向错位设置，且周向错位360°/(PZn)，其中P电机磁极对数，Z电机的槽数，n分段数。

4.根据权利要求1-3任一项所述的磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，所述磁悬浮微风风力发电机还包括多组风叶，所述定子部件和所述转子设于所述外筒内，所述多组风叶设于所述外筒外，所述多组风叶在所述外筒的周向上依次排布，且所述风叶的延伸方向与所述中心柱的轴线方向相互平行；

还包括：储能组件，用于进行能量转换、收集储存和能量输出中至少之一的工作内容，所述多段定子部件中定子绕组与所述储能组件电连接；

所述风叶用于承载外部风力的输入，并传递给所述多段转子使得转子相对定子部件产生转动，令位于磁场内的所述定子绕组内产生感应电流，所述感应电流流入所述储能组件。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，所述磁悬浮微风风力发电机包括两组发电组件，所述两组发电组件在轴向上依次排列；

所述发电组件包括所述定子部件、所述转子和所述风叶，所述两组发电组件上的风叶沿所述中心柱的周向上依次交错排列。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，所述发电组件还包括位于所述中心柱的轴向两端的支撑件，两个所述支撑件之间设有所述定子部件。

7.根据权利要求5所述的磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，所述发电组件还包括用于调整所述风叶角度的角度调节器。

8.根据权利要求7所述的磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，所述磁悬浮微风风力发电机还包括基座，所述中心柱垂直设于所述基座上；所述中心柱靠近所述基座的端部设有引线孔，所述定子绕组的输出端从所述引线孔处引出，并与逆变器连通，所述逆变器能够在强风时向所述定子绕组提供阻尼电流。

9.根据权利要求1所述的磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，所述永磁体轴段和所述定子绕组之间沿中心柱的轴向至少部分相对错开，多个所述永磁体轴段和多个所述定子绕组通过所述中心柱呈嵌套固定设置时，所述永磁体轴段与所述定子绕组之间沿轴向错位偏移预设间距，所述预设间距大于零、小于所述轴向间隔距离的预设倍数，所述预设倍数小于1。

10.根据权利要求9所述的磁悬浮微风风力发电机，其特征在于，所述磁悬浮微风风力发电机每极每相槽数q＝Z/(2P*m)≤1/2，其中，Z是虚槽数，2P是极数，m是相数。