[實(shí)用新型]輪緣傳動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920143524.0
• 申請(qǐng)日: 2009-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201396249Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亨雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王亨雷
• 主分類號(hào): F03D9/00
• 分類號(hào): F03D9/00;F03D1/00;F03D11/00
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?/td>
• 代理人: 奚志鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤其是涉及一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

普通的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般是通過(guò)風(fēng)輪葉片把把風(fēng)力傳到輪轂及主軸，再通過(guò)齒輪箱增速后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這一傳動(dòng)方式存在兩個(gè)方面的問(wèn)題：

1、風(fēng)輪葉片為懸臂梁，受力狀況差，造價(jià)高，現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)為降低單位功率成本和更多地利用高空風(fēng)力，正在向大掃風(fēng)面積和大功率發(fā)展，為此需要更長(zhǎng)的風(fēng)輪葉片，由于風(fēng)輪葉片為懸臂梁結(jié)構(gòu)，且每旋轉(zhuǎn)一周在重力場(chǎng)的作用下受一次交變應(yīng)力，受力狀況差，為滿足其受力要求，風(fēng)輪葉片需要選用強(qiáng)度高重量輕的材料，制造工藝復(fù)雜，造價(jià)高。

2、增速齒輪箱成本高、維修困難。受風(fēng)輪葉片葉尖線速度的限制，直徑越大的風(fēng)輪，其主軸的轉(zhuǎn)速越低，為達(dá)到發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般都配有增速齒輪箱，由于增速齒輪箱的傳動(dòng)比大，制造成本高，且處于塔架頂端，難以維修，已成為制約風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種輪緣傳動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，有效地改善風(fēng)輪葉片的受力情況，提高風(fēng)輪的儲(chǔ)能作用，不僅提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作效率，而且成本低，使用壽命長(zhǎng)。

本實(shí)用新型的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種輪緣傳動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括風(fēng)輪輪轂、風(fēng)輪主軸、風(fēng)輪軸承、風(fēng)輪葉片和發(fā)電機(jī)，風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)輪葉片帶動(dòng)風(fēng)輪輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，其特征是：在機(jī)座上安裝主立柱，在主立柱的頂部用回轉(zhuǎn)支承安裝機(jī)身下平臺(tái)，在主立柱上部柱身的一側(cè)安裝回轉(zhuǎn)馬達(dá)并使回轉(zhuǎn)馬達(dá)上的小齒輪與回轉(zhuǎn)支承上的大齒輪相嚙合而傳動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)身下平臺(tái)回轉(zhuǎn)；在機(jī)身下平臺(tái)上的一側(cè)安裝機(jī)身上立柱，在機(jī)身上立柱的頂端安裝機(jī)身上平臺(tái)，在機(jī)身下平臺(tái)上的另一側(cè)安裝彈性支架，該彈性支架主要由支架板、鉸接耳板、銷軸和壓縮彈簧組成，在支架板的下板面的一側(cè)和在機(jī)身下平臺(tái)上對(duì)應(yīng)地分別焊裝帶鉸接孔的鉸接耳板并用銷軸相鉸接，在支架板的下板面的另一側(cè)和機(jī)身下平臺(tái)之間安裝壓縮彈簧以彈性連接；在機(jī)身上平臺(tái)上的一側(cè)安裝風(fēng)速風(fēng)向傳感器，在機(jī)身上平臺(tái)上用支架固定安裝風(fēng)輪主軸，在風(fēng)輪主軸的伸出段用風(fēng)輪軸承安裝風(fēng)輪輪轂，在風(fēng)輪輪轂上對(duì)稱均布安裝風(fēng)輪葉片，風(fēng)輪葉片逐個(gè)交叉布置，風(fēng)輪葉片在風(fēng)輪輪轂上的連接點(diǎn)分布在風(fēng)輪輪轂兩端的圓周上，風(fēng)輪葉片在風(fēng)輪輪緣即輪圈上的連接點(diǎn)均布在風(fēng)輪輪緣圓周上；在機(jī)身下平臺(tái)上的彈性支架上用軸承座和軸承分別安裝各小輪軸，在各小輪軸上安裝小輪并使各小輪均位于風(fēng)輪的下方，且各小輪的圓周面分別與風(fēng)輪輪緣相抵靠，即各小輪的圓周面分別與風(fēng)輪輪緣圓周相切，由于彈簧的作用，各小輪始終緊壓在風(fēng)輪轂緣上，同時(shí)，在彈性支架上安裝發(fā)電機(jī)，并在各發(fā)電機(jī)的輸入軸與各小輪軸之間分別安裝離合器對(duì)應(yīng)相連接；此外，在靠近小輪軸的機(jī)身上立柱上或支架板上分別對(duì)應(yīng)安裝轉(zhuǎn)速傳感器，在機(jī)身上立柱上或在機(jī)身下平臺(tái)上安裝控制器。

這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)風(fēng)輪輪緣把動(dòng)力傳給一個(gè)或一組緊靠風(fēng)輪輪緣的小輪，通過(guò)高轉(zhuǎn)速的小輪驅(qū)動(dòng)與小輪軸相連接的發(fā)電機(jī)發(fā)電。

其工作過(guò)程是：

1)、風(fēng)速風(fēng)向傳感器獲得風(fēng)向信號(hào)并傳到控制器，控制器計(jì)算風(fēng)輪朝向與風(fēng)向的角度差，發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)，直到風(fēng)輪朝向與風(fēng)向重合，此時(shí)全部發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路及離合器都斷開(kāi)。

2)、風(fēng)力通過(guò)風(fēng)輪葉片推動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，并把動(dòng)力傳遞到緊靠在其下方的一組小輪上。小輪通過(guò)鍵帶動(dòng)小輪軸旋轉(zhuǎn)。

3)、轉(zhuǎn)速傳感器把小輪軸的轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)地傳到控制器，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于第一設(shè)定值時(shí)，第一臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路和離合器閉合，第一臺(tái)發(fā)電機(jī)工作；當(dāng)風(fēng)力加大，轉(zhuǎn)速高于第二設(shè)定值時(shí)，第二臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路和離合器閉合，第二臺(tái)發(fā)電機(jī)工作；當(dāng)風(fēng)力加大，轉(zhuǎn)速高于第三設(shè)定值時(shí)，第三臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路和離合器閉合，第三臺(tái)發(fā)電機(jī)工作，以此類推，直到最后一臺(tái)發(fā)電機(jī)工作；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于最大設(shè)定值時(shí)，控制器通過(guò)回轉(zhuǎn)馬達(dá)，使風(fēng)輪的朝向與風(fēng)向垂直90度，直到風(fēng)速降到設(shè)定的安全值時(shí)，啟動(dòng)程序1重新對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向。

4)、當(dāng)風(fēng)力出現(xiàn)波動(dòng)，只要轉(zhuǎn)速低于某臺(tái)發(fā)電機(jī)的設(shè)定值，控制器就斷開(kāi)該發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路和離合器。

本實(shí)用新型提出的輪緣傳動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，制造成本低、維護(hù)方便，易損件容易更換；其優(yōu)點(diǎn)是：

1)、設(shè)計(jì)具有輪緣的風(fēng)輪，使得風(fēng)葉一頭聯(lián)接輪轂，一頭聯(lián)接輪緣，其受力為主要承受拉力的簡(jiǎn)支梁，受力狀況大大改善，降低了對(duì)葉片的力學(xué)性能要求，從而降低了成本。

2)、輪緣的質(zhì)量增加了風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，增加了風(fēng)輪的儲(chǔ)能作用，可減少風(fēng)力不穩(wěn)定帶來(lái)的動(dòng)力波動(dòng)。