[發明專利]一種新型的風輪和風力發電機組

有效

• 申請號: 201010002923.2
• 申請日: 2010-01-08
• 公開（公告）號: CN101718256A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 湯文兵;楊本新;余紹清
• 申請（專利權）人: 中船重工(重慶)海裝風電設備有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D9/00;F03D1/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及風力發電設備制造技術領域，更具體地說，涉及一種新型的 風力發電機組。

背景技術

風力發電機組是將風能轉換為電能的裝置，風輪是通過葉片旋轉，從空 中吸收風能并轉換為機械能的裝置，風力發電機組是由風輪和發電機組成的， 風輪由葉片、輪轂和加固件等組成，它由葉片受風力旋轉帶動發電機轉動而 發電。

在大自然中，目前可經濟開發的風資源年平均風速約為5.5m/s～10m/s， 風的風速、風頻一般遵從威布爾分布(Weibell)或瑞利分布(Rolly)，如年 平均風速為7.5m/s，在一年內，風速小于4m/s的時間約占8％，4～13m/s風 速的時間約占78％，13～25m/s風速的時間約占10％，風速大于20m/s的時間 約占4％?？梢?，在一年中，風速大多在4～13m/s，因此最大限度利用高風頻、 中等風速區間的風(約小于13m/s)，是風電機組的經濟性的關鍵。

從經濟性考慮，目前風力發電機組的額度風速與年平均風速之比約為 1.4～2倍，IECII風區與IECIII風區的額度風速之差為1.4～2.0m/s，額度風速 約為13m/s。

隨著風力發電技術以及風資源利用的不斷發展，最經濟及最大限度地利 用風資源是目前最大的技術問題。如何使額度風速下的有效風多發電而風機 的強度變化較小(成本不變)，是目前業界面臨的主要問題。

發明內容

在風力發電系統中，從空中吸收的功P＝1/2ρC_pAV³(其中ρ為空氣密度 kg/m³，P為從空中吸收的能量kW，C_p為風能利用系數，A為風輪掃風面積， V為風速m/s)，增大葉片旋轉長度即可增加風輪掃風面積，以此同比提高風 機的輸出功率。

有鑒于此，本發明提供了一種新型的風力發電機組，以實現最經濟及最 大限度地利用風資源，使額度風速下的有效風多發電。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種新型的風力發電機組，包括：風輪、發電機和主控制器，所述風輪 具體為：齒輪箱、葉片和變槳軸承，變徑變槳驅動器和設置在所述葉片上的 葉片伸縮機構，

所述主控制器用于接收葉片位置信號、風速信號、傳動鏈轉速信號和發 電機功率信號，并根據接收的信號進行判斷，且向所述變槳變徑驅動器發送 執行信號；

所述變徑變槳驅動器用于接收來自所述主控制器發來的執行信號，并根 據執行信號控制齒輪箱或伸縮機構運動。

優選的，上述風力發電機組，所述葉片伸縮機構設置在所述變槳軸承和 所述葉片根部之間。

優選的，上述風力發電機組，所述葉片伸縮機構為液壓機構。

優選的，上述風力發電機組，所述葉片伸縮機構伸到最長和降到最短時 的差值為3米。

一種新型的風輪，包括葉片和驅動機構，所述葉片上設置有伸縮機構。

優選的，上述風輪，所述葉片伸縮機構設置在所述變槳軸承和所述葉片 根部之間。

優選的，上述風輪，所述葉片伸縮機構為液壓機構。

優選的，上述風輪，所述驅動機構為變徑變槳驅動器。

優選的，上述風輪，所述葉片伸縮機構伸到最長和降到最短時的差值為3 米。

從上述的技術方案可以看出，本發明實施例中通過在葉片上設置伸縮機 構，使得在風速較小時，可以伸長葉片到最大風輪直徑狀態以增大掃風面積， 提高同風速下從空中吸收風能的能力而多發電；在風速過大時，可以縮短葉 片到最小風輪直徑狀態，以保證風力發電機不至于被強風損壞。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實 施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面 描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講， 在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的風力發電機組的風輪變徑和變槳控制流程圖；

圖2為本發明實施例五提供的風力發電機組最大和最小風輪直徑狀態的 功率曲線示意圖；

圖3為本發明實施例提供的葉片結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的風力發電機組在風輪最小狀態下的結構示意 圖；