CN104806444A - 一种垂直轴风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垂直风力发电装置，属于风力发电技术领域。该装置包括固定架、悬浮架及垂直风车：所述固定架包括上盖、下盘及连接在上盖与下盘之间的第一支撑柱，所述上盖及下盘上均设有第一磁铁；所述悬浮架包括上支架与下支架，所述垂直风车固定在所述上支架与所述下支架之间；所述悬浮架设于所述固定架之内，所述悬浮架的上支架及下支架均在与所述第一磁铁相对的位置设有第二磁铁，所述第二磁铁与第一磁铁相互排斥。采用本发明，实现了垂直风车与固定架之间零摩擦，不仅在发电过程中提高了发电效率，而且降低了噪音，延长了垂直风力发电装置的使用寿命。

Description

一种垂直轴风力发电装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种垂直轴风力发电装置。

背景技术

近年来，由于风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，相对火电、核电等发电要更加绿色、环保，因此，越来越受到世界各国的重视。

现有的风力发电装置的主体结构主要包括一个风车轴，该风车轴一端固定多个扇叶，另一端连接到齿轮箱，再连接上发电机组，该主体结构由一支主干和地基所支撑，以大型的风车阵把风能转为电能。但是，现有技术的风力发电装置存在以下几个问题：一、发电效率低，现有的风车受风的面积少，要推动风车一定要有相对较大的风速，即使有较大的风速，由扇叶的动能传输到发电机的过程中会有很多损耗，如一些以物理性的传动和接触如齿轮箱和各个转动轴的承托就会造成不少以热能和声能形式的能量散；二、产生的噪音严重，因为在传动过程中有很多震荡和碰撞产生，一方面来自一些金属部件的氧化，另一方面来自润滑油减少，还有就是当风车转动的产生的基本频率和谐波振动；三、机械劳损问题，所有的转动机械用久了都会出现金属疲劳等问题，如果欠缺维修就会最后损坏，最严重的后果是抵受不了强风而被摧毁。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力发电装置，以解决现有技术风力发电装置因摩擦力引起的发电效率底、噪音大及机械劳损问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种垂直风力发电装置，所述装置包括固定架、悬浮架及垂直风车：所述固定架包括上盖、下盘及连接在上盖与下盘之间的第一支撑柱，所述上盖及下盘上均设有第一磁铁；所述悬浮架包括上支架与下支架，所述垂直风车固定在所述上支架与所述下支架之间；所述悬浮架设于所述固定架之内，所述悬浮架的上支架及下支架均在与所述第一磁铁相对的位置设有第二磁铁，所述第二磁铁与第一磁铁相互排斥。

提供一种如上所述的装置，所述上盖设有顶部及固定在所述顶部与所述第一支撑柱之间的上连接部，所述上连接部设有导引悬浮线圈，所述第一磁铁设于所述顶部；所述下盘设有底部及固定在所述底部与所述第一支撑柱之间的下连接部，所述下连接部设有所述导引悬浮线圈，所述第一磁铁设于所述底部；所述上支架设有顶部及固定在所述顶部与所述风车之间的上连接部，所述第二磁铁设置在所述上支架的顶部，所述上支架的上连接部上与所述上盖的导引悬浮线圈相对的位置处设有第三磁铁；所述下支架设有底部及固定在所述底部与所述风车之间的下连接部，所述第二磁铁设置在所述下支架的顶部，所述下支架的下连接部下与所述下盖的导引悬浮线圈相对的位置处设有第三磁铁。

提供一种如上所述的装置，所述上盖的上连接部包括与所述悬浮架的轴线平行的上侧壁，所述上盖的顶部包括与所述上侧壁连接并为圆锥形的盖体，所述导引悬浮线圈设于所述上侧壁内侧，所述第一磁铁设于所述盖体的内侧；所述悬浮架的上支架为框架结构，所述上支架的顶部包括至少三个第一上支柱，所述第一上支柱的顶端固定在一起构成锥形，所述上支架的上连接部包括至少三个第二上支柱，所述第二上支柱一端与所述第一上支柱的底端相连，另一端与所述垂直风车连接，所述第二磁铁设置在所述第一上支柱上，所述第三磁铁设置在所述第二上支柱上。

提供一种如上所述的装置，所述下盘的下连接部包括与所述悬浮架的轴线平行的下侧壁，所述下盘的底部包括与所述下侧壁连接的中央具有圆锥形的凹面的底盘，所述第一磁铁设置在所述凹面上，所述导引悬浮线圈设置在所述下侧壁上；所述悬浮架的下支架为框架结构，所述下支架的底部包括至少三个第一下支柱，所述第一下支柱的底端固定在一起构成锥形，所述下支架的连接部包括至少三个所述第二下支柱，所述第二下支柱一端与所述第一下支柱的顶端相连，另一端与所述垂直风车连接，所述第二磁铁设置在所述第一下支柱上，所述第三磁铁设置在所述第二下支柱上。

提供一种如上所述的装置，所述下盘的底盘的底面为水平平面，所述底盘中间位置处设有排水孔。

提供一种如上所述的装置，所述第一磁铁、第二磁铁均为永磁铁；所述导引悬浮线圈为多圈数“8”字型的线圈，并且其上半部和下半部的绕线方向相反；所述第三磁铁为永磁铁或超导电磁铁。

提供一种如上所述的装置，所述固定架及所述悬浮架的材料均为非电磁性材质；所述第一支撑柱的数量范围为3根至10根。

提供一种如上所述的装置，所述装置对应每个导引悬浮线圈均设有一个开关继电器及整流电路；所述开关继电器与所述导引悬浮线圈串联，其设有弹片、第一触点及第二触点，所述第一触点与所述导引悬浮线圈连接，所述第二触点与所述整流电路连接；当所述开关继电器的弹片接通所述第一触点，则所述导引悬浮线圈处于短路状态并产生电磁力所述导引悬浮线圈作为悬浮功能使用；当所述弹片接通所述第二触点，则所述导引悬浮线圈与所述整流电路接通，并感应出交流电，由所述整流电路将所述交流电转为直流电，所述导引悬浮线圈作为发电功能使用。

提供一种如上所述的装置，所述导引悬浮线圈中作为磁浮功能使用及发电功能的导引悬浮线圈的数量比例按如下公式进行调整：其中，X为风力系数，Y为发电功能的导引悬浮线圈的数量，Z为磁浮功能的导引悬浮线圈的数量，Y+Z为导引悬浮线圈的总数量。

提供一种如上所述的装置，所述开关继电器的开关状态根据所述悬浮架悬浮在所述固定架之内所需的悬浮力进行手动控制；或者所述装置还包括微控制器，所述微控制器用于根据所述悬浮架所需的悬浮力控制所述开关继电器的开关状态。

提供一种如上所述的装置，所述装置还包括与所述整流电路连接的转换器，用于收集所述导引悬浮线圈输出的直流电提供电力给电网或储能装置。

本发明的垂直风力发电装置在固定架的上盖及下盘上均设有第一磁铁，并在悬浮架的上支架及下支架均对应所述第一磁铁设有第二磁铁，所述第一磁铁及所述第二磁铁之间形成相斥的磁场力，能够使所述悬浮架悬浮在所述固定架之内，当垂直风车静止或慢速转动时利用两组相斥的磁铁把悬浮架悬浮起来。同时，该固定架上还设有导引悬浮线圈，而悬浮架上则对应该导引悬浮线圈设置了第三磁铁，因此当垂直风车快速转动时，第三磁铁使导引悬浮线圈中产生变化的磁通量，在导引悬浮线圈中感生电流，进而产生磁场力把悬浮架悬浮起来。由此悬浮架能够稳定悬浮在固定架中央，避免与固定架发生接触，实现了零摩擦，不仅在发电过程中提高了发电效率，而且降低了噪音，延长了垂直风力发电装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种垂直风力发电装置内部结构及磁场力的示意图；

图2为图1所示垂直风力发电装置的内部结构的分解示意图；

图3为图1所示垂直风力发电装置的爆破图；

图4为导引悬浮线圈的示意图；

图5-a、图5-b、图5-c为导引悬浮线圈实现悬浮功能的示意图；

图6为导引悬浮线圈与开关继电器及整流电路的连接关系示意图；

图7为图6中开关继电器的弹片接通第一触点时导引悬浮线圈在磁浮状态下的电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种垂直轴风力发电装置，请参阅图1至图3，该装置包括：固定架10、悬浮架20及垂直风车30。需要说明名的是，本发明所称垂直风车是指叶片的旋转轴垂直于地面或者气流方向的风力发电机。

需要说明的是，为了避免各部件被磁化，固定架10及悬浮架20的材料应当选用非电磁性物质。特别是悬浮架20及垂直风车30，为了减轻在垂直风车高速转动时自发产生的电磁力把悬浮架20向上推拉的负荷，须采用超轻型又坚韧的物料构成，如塑料、玻璃纤维或碳纤维。

该固定架10包括上盖11、下盘12及连接在上盖11与下盘12之间的第一支撑柱13，该上盖11及下盘12上均设有第一磁铁101。

该第一支撑柱13设置在上盖11与下盘12之间，其作用是把上盖11和下盘12连接及巩固。由于第一支撑柱13处于浮动架20中央的垂直风车30的受风位，因此第一支撑柱13所阻挡的受风面积不宜太大，一般采用该第一支撑柱13的数量的范围取为3根至10根不等。

该悬浮架20包括上支架与下支架，垂直风车20固定在该上支架与该下支架之间。该悬浮架20设于该固定架10之内，该悬浮架20的上支架及下支架均在与第一磁铁101相对的位置设有第二磁铁201，并且该第一磁铁101与该第二磁铁201相互排斥，通过两者之间形成相斥的磁场力，以使该悬浮架20悬浮在该固定架10之内。比如：第一磁铁101以磁场的北极对着第二磁铁201，那么第二磁铁201就应当同样以磁场的北极对着第一磁铁101；或者，第一磁铁101以磁场的南极对着第二磁铁201，那么第二磁铁201就应当同样以磁场的南极对着第一磁铁101。这样上盖11的第一磁铁101与上支架上的第二磁铁201之间产生的排斥力就在垂直风车20停转或慢转的时候把垂直风车向下和中央推，同时下盘12的第一磁铁101与下支架的第二磁铁201之间产生的排斥力在垂直风车20停转或慢转的时候把垂直风车向上和中央推，将悬浮架20稳定的悬浮在固定架10的中央。

因此，垂直风车30(连接着悬浮架20)在静止和慢速转动时都得到了承托，即，在没有转动轴的支撑下达到了完全零接触运转。

需要说明的是，第一磁铁101和第二磁铁201为永磁铁。

进一步的，为了提高垂直风车30的在强风下的稳定性，本实施例还在固定架101上设置了导引悬浮线圈102，并且在该导引悬浮线圈102的相对位置处在悬浮架上设置了第三磁铁202。

具体的，固定架10的上盖11设有顶部及固定在该顶部与该第一支撑13柱之间的上连接部，该导引悬浮线圈设于该上连接部，该第一磁铁设于该顶部。下盘12设有底部及固定在该底部与该第一支撑柱13之间的下连接部，该导引悬浮线圈设于该下连接部，该第一磁铁设于该底部；

该悬浮架的上支架设有顶部及固定在该顶部与该风车30之间的上连接部，该第二磁铁201设置在该上支架的顶部，该上支架的上连接部上与该上盖11的导引悬浮线圈102相对的位置处设有第三磁铁202；下支架设有底部及固定在该底部与该风车30之间的下连接部，该第二磁铁201设置在该下支架的顶部，该下支架的下连接部下与该下盖的导引悬浮线圈相对的位置处设有第三磁铁202。

具体请参阅图4，导引悬浮线圈102为一个以低电阻物料制成的一个多圈数“8”字型的线圈，其上半部和下半部的绕线方向是相反的，并且构成线圈的整条线有一层绝缘物料作保护。

上盖11的上连接部包括与悬浮架20的轴线L平行的上侧壁111；上盖11的顶部包括与该上侧壁111连接的圆锥形的盖体112。该上侧壁111内侧设有导引悬浮线圈102，该导引悬浮线圈102在该上侧壁111的内侧沿横向方向紧密的排列在一起；该盖体112的内侧沿边贴满第一磁铁101。

该下盘12的下连接部包括与该悬浮架20的轴线平行的下侧壁121。下盘12的底部包括与该下侧壁121连接的中央具有圆锥形的凹面的底盘122，为了便于固定架10的平房安装，该底盘122的底面设计为水平平面，并且该底盘122中间位置处还可设置排水孔123，以防止该凹面内产生积水。该凹面的形状与该上盖11的盖体112对应，其内侧设有第一磁铁101；下侧壁121上设有导引悬浮线圈102，该导引悬浮线圈102在该下侧壁121的内侧沿横向方向紧密的排列在一起。

悬浮架20的上支架为框架结构，上支架的顶部包括至少三个第一上支柱211，该第一上支柱211的顶端固定在一起构成锥形顶，每个该第一上支柱211上在与第一磁铁101相对的位置处设有第二磁铁201。该上支架的上连接部包括至少三个第二上支柱212，该第二上支柱212的一端与该第一上支柱211的底端连接，另一端与该垂直风车30连接，每个该第二上支柱212上与上侧壁121上导引悬浮线圈102相对的位置处设有第三磁铁202。

悬浮架20的下支架为框架结构，下支架的底部包括至少三个第一下支柱221，该第一下支柱221的底端固定在一起构成锥形底部，每个第一下支柱221上在与第一磁铁101相对的位置处设有第二磁铁201。该下支架的下连接部包括至少三个第二下支柱222，该第二下支柱222一端与第一下支柱221的顶端相连，另一端与该垂直风车30连接，每个第二下支柱222上与下侧壁122上的导引悬浮线圈102相对的位置处设有第三磁铁202。

请一同参阅图4及图5-a至图5-c，对导引悬浮线圈102及第三磁铁202的磁浮运作原理进行说明。假设本实施例中第三磁铁202安装后，其磁场的北极面对导引悬浮线圈102，磁场的南极面对垂直风车30的轴线。

首先，当垂直风车30慢速转动或静止时，安装于固定架11上的导引悬浮线圈102与安装在悬浮架20上的第三磁铁202之间的作用关系如图5-a所示，其中，灰影部分表示第三磁铁202的磁北极(因为地球引力悬浮架20稍微下坠，所以第三磁铁202的北极作用在导引悬浮线圈102的下半部分)。

当悬浮架20在风力的作用下高速转动时，第三磁铁202的磁场横扫过与其对应的每个导引悬浮线圈102的下半部分，便会在导引悬浮线圈102的下半部分产生变化的磁场。根据Maxwell-Faraday(麦克斯韦-法拉第)方程式：

(X为旋度算符，E为电场，B为磁场)

变化的磁场会感应出电流，由于导引悬浮线圈102没有负载，大量电流(图5-a中箭头所示)便会流经导引悬浮线圈102；同时这些电流会在导引悬浮线圈102的下半部产生出电磁场的北极N去排斥第三磁铁202的磁场的北极N，同时在同一个导引悬浮线圈102的上半部将产生出电磁场的南极S去吸引第三磁铁202的磁场的北极N(如图5-c所示)，由此，悬浮架20便在第三磁铁202及导引悬浮线圈102的作用下向上浮动直到使第三磁铁202的位置达到如图5-b所示的水平位置。同时，根据Maxwell-Faraday方程的解释，当风力增大时，改变磁场愈大，所感应的电场也越大，在无负载的情况下，感应的电流就更大，所产生的电磁力也随之增大，因此悬浮架20就越稳定。

同样的原理，如果悬浮架20升高后，第三磁铁202的位置超过了图5-b所示的水平位置，导引悬浮线圈102也会产生与上述电磁力相反的作用力把浮动架稳定在该水平位置。

需要说明的是，实际应用中第三磁铁202安装后，也可使其磁场的南极面对导引悬浮线圈102，北极面对垂直风车30的轴线，其悬浮原理与上述原理相同。由于悬浮架20不需接触固定架10，因此实现了发电过程中的零摩擦。

进一步的，在实际应用中，也可以对应每个导引悬浮线圈设置一个开关继电器及整流电路，使各导引悬浮线圈根据实际情况在实现磁浮功能与发电功能之间进行切换。

具体的，请参阅图6，以其中一个导引悬浮线圈102为例。开关继电器40与导引悬浮线圈102串联，该开关继电器40设有第一触点41及第二触点42，其中第一触点41与导引悬浮线圈102及整流电路50的第一接线点51连接，第二触点42与整流电路50的第二接线点连接。当开关继电器40的弹片43接通第一触点41时，则导引悬浮线圈102处于短路状态(如图7所示)并产生电磁力；若弹片43接通第二触点42，则导引悬浮线圈102与整流电路50接通(如图6所示)，并感应出交流电，由该整流电路50将该交流电转为直流电，然后通过与整流电路50连接的转换器(图未示)把输出的直流电收集起来，提供电力给电网或其他储能装置，进一步提高了垂直风力放电装置的发电效率。

实际应用中，实现磁浮功能的导引悬浮线圈102越多，悬浮架20就愈稳定，所以实现磁浮功能和发电功能的导引悬浮线圈102的数量比例上可以根据实验进行调整，起始时比例可定为一比一，然后可根据需要，电子控制改变比例。如：在调整过程中，应避免使其中一方功能数量为零，并且，实现磁浮功能的导引悬浮线圈102的应以对称方式分布于悬浮架20上，以使悬浮架20受力均衡。

具体的，可按照如下公式对实现磁浮功能和发电功能的导引悬浮线圈102的数量比例进行调整：

$\frac{Y}{Z}=4-3.75X$

其中，X为风力系数，其取值的范围为0.0-1.0，1.0为最强风速，Y为发电功能的导引悬浮线圈的数量，Z为磁浮功能的导引悬浮线圈的数量，Y+Z为总导引悬浮线圈的数量。

实际应用中，可以根据该悬浮架所需的悬浮力手动控制该开关继电器40的开关状态，也可以增设一个微控制器控制根据该悬浮架所需的悬浮力控制该开关继电器40的开关状态，因为不是经常开关，也可以直接将其设定到最佳值自行运作。

进一步的，第三磁铁202也可以采用永磁铁，也可以用超导电磁铁代替来增强磁场。当第三磁铁202采用超导电磁铁时，在超导电磁铁时被液态氦和氮冷却到一个较低的温度时，这些超导电磁铁的线圈的电阻极低(超导)，所以当较大的电流通过线圈时便能产生很强的磁场，但损耗的能量却相对较少。同时，由于磁场增强了，在垂直风车30高速转动时，整个导引悬浮线圈102的磁浮功能和发电功能都有显着的提升。垂直风车30转动时悬浮架20就会更为稳定，发电量也会提高。

需要说明的是，在实际应用中，悬浮架的上支架的第一上支柱、第二上支柱以及下支架的第一下支柱、第二下支柱的数量可以是两个、三个或者更多，只需保证悬浮架能够在第二磁铁与第二磁铁和/或第三磁铁与导引悬浮线圈的作用下保持稳定的悬浮状态即可。同样的道理，悬浮架的上支架和下支架也可采本实施例之外的其他的结构形式，比如利用一个与固定架上盖的盖体结构相似的锥形体替换第一上支柱和第一下支柱，或者利用一个与固定架上盖的侧壁结构相似的圆柱体替换掉第二上支柱和第二下支柱。另外，固定架上的顶部和和悬浮架上支架的顶部也可设计为平顶。

需要说明的是，第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁及导引悬浮线圈的数量也可根据需要设置为两个、三个或更多。另外，由于悬浮架在工作时会随着垂直风车的旋转而转动，因此，第一磁铁的数量通常大于第二磁铁的数量；导引悬浮线圈的数量通常大于第三磁铁的数量。

本实施例提供的垂直风力发电装置在固定架的上盖及下盘上均设有第一磁铁，并在悬浮架的上支架及下支架均对应该第一磁铁设有第二磁铁，该第一磁铁及该第二磁铁之间形成相斥的磁场力，能够使该悬浮架悬浮在该固定架之内，当垂直风车静止或慢速转动时利用两组相斥的磁铁把悬浮架悬浮起来。同时，该固定架上还设有导引悬浮线圈，而悬浮架上则对应该导引悬浮线圈设置了第三磁铁，因此当垂直风车快速转动时，第三磁铁使导引悬浮线圈中产生变化的磁通量，在导引悬浮线圈中感生电流，进而产生磁场力把悬浮架悬浮起来。由此悬浮架能够稳定的悬浮在在固定架中央，避免与固定架发生接触，实现了零摩擦，不仅在发电过程中提高了发电效率，而且降低了噪音，延长了垂直风力发电装置的使用寿命。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。

Claims (11)

1.一种垂直风力发电装置，其特征在于，所述装置包括固定架、悬浮架及垂直风车：

所述固定架包括上盖、下盘及连接在上盖与下盘之间的第一支撑柱，所述上盖及下盘上均设有第一磁铁；

所述悬浮架包括上支架与下支架，所述垂直风车固定在所述上支架与所述下支架之间；

所述悬浮架设于所述固定架之内，所述悬浮架的上支架及下支架均在与所述第一磁铁相对的位置设有第二磁铁，所述第二磁铁与第一磁铁相互排斥。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述上盖设有顶部及固定在所述顶部与所述第一支撑柱之间的上连接部，所述上连接部设有导引悬浮线圈，所述第一磁铁设于所述顶部；

所述下盘设有底部及固定在所述底部与所述第一支撑柱之间的下连接部，所述下连接部设有所述导引悬浮线圈，所述第一磁铁设于所述底部；

所述上支架设有顶部及固定在所述顶部与所述风车之间的上连接部，所述第二磁铁设置在所述上支架的顶部，所述上支架的上连接部上与所述上盖的导引悬浮线圈相对的位置处设有第三磁铁；

所述下支架设有底部及固定在所述底部与所述风车之间的下连接部，所述第二磁铁设置在所述下支架的顶部，所述下支架的下连接部下与所述下盖的导引悬浮线圈相对的位置处设有第三磁铁。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上盖的上连接部包括与所述悬浮架的轴线平行的上侧壁，所述上盖的顶部包括与所述上侧壁连接并为圆锥形的盖体，所述导引悬浮线圈设于所述上侧壁内侧，所述第一磁铁设于所述盖体的内侧；

所述悬浮架的上支架为框架结构，所述上支架的顶部包括至少三个第一上支柱，所述第一上支柱的顶端固定在一起构成锥形，所述上支架的上连接部包括至少三个第二上支柱，所述第二上支柱一端与所述第一上支柱的底端相连，另一端与所述垂直风车连接，所述第二磁铁设置在所述第一上支柱上，所述第三磁铁设置在所述第二上支柱上。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述下盘的下连接部包括与所述悬浮架的轴线平行的下侧壁，所述下盘的底部包括与所述下侧壁连接的中央具有圆锥形的凹面的底盘，所述第一磁铁设置在所述凹面上，所述导引悬浮线圈设置在所述下侧壁上；

所述悬浮架的下支架为框架结构，所述下支架的底部包括至少三个第一下支柱，所述第一下支柱的底端固定在一起构成锥形，所述下支架的连接部包括至少三个所述第二下支柱，所述第二下支柱一端与所述第一下支柱的顶端相连，另一端与所述垂直风车连接，所述第二磁铁设置在所述第一下支柱上，所述第三磁铁设置在所述第二下支柱上。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述下盘的底盘的底面为水平平面，所述底盘中间位置处设有排水孔。

6.根据权利要求2至5任一项所述的装置，其特征在于，所述第一磁铁、第二磁铁均为永磁铁；

所述导引悬浮线圈为多圈数“8”字型的线圈，并且其上半部和下半部的绕线方向相反；

所述第三磁铁为永磁铁或超导电磁铁。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述固定架及所述悬浮架的材料均为非电磁性材质；

所述第一支撑柱的数量范围为3根至10根。

8.根据权利要求2至5任一项所述的装置，其特征在于，所述装置对应每个导引悬浮线圈均设有一个开关继电器及整流电路；

所述开关继电器与所述导引悬浮线圈串联，其设有弹片、第一触点及第二触点，所述第一触点与所述导引悬浮线圈连接，所述第二触点与所述整流电路连接；当所述开关继电器的弹片接通所述第一触点，则所述导引悬浮线圈处于短路状态并产生电磁力所述导引悬浮线圈作为悬浮功能使用；当所述弹片接通所述第二触点，则所述导引悬浮线圈与所述整流电路接通，并感应出交流电，由所述整流电路将所述交流电转为直流电，所述导引悬浮线圈作为发电功能使用。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述导引悬浮线圈中作为磁浮功能使用及发电功能的导引悬浮线圈的数量比例按如下公式进行调整：

$\frac{Y}{Z}=4-3.75X;$

其中，X为风力系数，Y为发电功能的导引悬浮线圈的数量，Z为磁浮功能的导引悬浮线圈的数量，Y+Z为导引悬浮线圈的总数量。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述开关继电器的开关状态根据所述悬浮架悬浮在所述固定架之内所需的悬浮力进行手动控制；或者

所述装置还包括微控制器，所述微控制器用于根据所述悬浮架所需的悬浮力控制所述开关继电器的开关状态。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述整流电路连接的转换器，用于收集所述导引悬浮线圈输出的直流电提供电力给电网或储能装置。