[發明專利]高效雙風輪差速自平衡風力發電機

無效

• 申請號: 201010142725.6
• 申請日: 2010-03-07
• 公開（公告）號: CN102189925A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 李興武;李崇武
• 申請（專利權）人: 李興武;李崇武
• 主分類號: B60K16/00
• 分類號: B60K16/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于風力發電機領域，特別涉及一種高效雙風輪差速自平衡風力發電機。

技術背景：

風力發電的原理，是利用風力帶動風輪葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來驅動發電機發電。依據目前的風輪技術，一般采用三漿葉水平軸風力機，大多采用單風輪，如獲得高效率，就需要一個大直徑的風輪，造成制造難度大，成本高。并且三漿葉平衡問題不好解決，農民不能山寨制造。

通過檢索資料，參考既有專利：《水平正交差速型同向旋轉雙側葉輪風力發電機組》，《一種低成本千瓦級風力發電機》精華，發明了低成本高效雙風輪差速自平衡風力發電機，基本解決了DIY風力發電機的進入門檻。

汽車后橋差速器工作原理：『車輛直行時差速器狀態』直線行駛時的特點是左右兩邊驅動輪的阻力大致相同。從發動機輸出的動力首先傳遞到差速器殼體上使差速器殼體開始轉動。接下來要把動力從殼體傳遞到左右半軸上，我們可以理解為兩邊的半軸齒輪互相在“較勁”，由于兩邊車輪阻力相同，因此二者誰也掰不過對方，因此差速器殼體內的行星齒輪跟著殼體公轉同時不會產生自轉，兩個行星齒輪咬合著兩個半軸齒輪以相同的速度轉動，這樣汽車就可以直線行駛了！『一側車輪遇到阻力』假設車輛現在向左轉，左側驅動輪行駛的距離短，相對來說會產生更大的阻力。差速器殼體通過齒輪和輸出軸相連，在傳動軸轉速不變情況下差速器殼體的轉速也不變，因此左側半軸齒輪會比差速器殼體轉得慢，這就相當于行星齒輪帶動左側半軸會更費力，這時行星齒輪就會產生自傳，把更多的扭矩傳遞到右側半軸齒輪上，由于行星齒輪的公轉外加自身的自傳，導致右側半軸齒輪會在差速器殼體轉速的基礎上增速，這樣以來右車輪就比左車輪轉得快，從而使車輛實現順滑的轉彎。

當我們把汽車后橋反向應用到風力發電機作為差速自平衡器使用時。會產生以下效果，如果前后風輪產生的力矩相同時，會產生象汽車直行時的效果，向汽車后橋傳動軸輸出動力，并且前后風輪轉速一致。如果前后風輪轉速不同，例如低風速時前風輪風葉安裝攻角大，風力機(低速風力機)工作效率較高，造成前風輪轉速大于后風輪，但前后風輪產生的旋轉力矩可通過差速器自動平衡旋轉力矩。實現在前后兩個風力機轉速不同時高效輸出動力。如果風力繼續加大，風輪轉速加快，前風輪(低速風力機)的效率下降，轉速增加較慢。后風輪(高速風力機)轉速仍可快速增加，轉速將大于前風輪。但差速器可相互傳遞力矩達到前后風輪轉速協調，仍可在前后風力機轉速不同時高效輸出動力。這就是差速自平衡的工作原理。

以上原理我們可通過一個簡單的比喻來理解，如果把汽車左后輪代表前風力葉輪、右后輪代表后風力葉輪，發動機位置代表發電機。我們推動汽車直線前進時，左右后輪轉速一致，可帶動發電機工作。當推動汽車向左轉彎前進時，左后輪轉速小于右后輪，但仍能高效帶動發電機工作(相當于前風輪轉速小于后風輪轉速時的工作情況)。同理當我們推動汽車向左轉彎前進時，產生的效果等同于前風輪轉速大于后風輪轉速時的工作情況。

發明內容：

本發明是為了解決前述專利：《水平正交差速型同向旋轉雙側葉輪風力發電機組》，《一種低成本千瓦級風力發電機》，中的瑕疵，克服《一種低成本千瓦級風力發電機》的效率問題和《水平正交差速型同向旋轉雙側葉輪風力發電機組》的制造難度問題。

本發明采用如下方案實現的：

在汽車后橋總成的輪轂處，前后各安裝1個風輪總成，通過汽車后橋差速器，實現《水平正交差速型同向旋轉雙側葉輪風力發電機組》的全部功能。汽車后橋總成的傳動軸連接處連接發電機，利用汽車的后橋齒輪簡易實現了增速問題。低成本實現《一種低成本千瓦級風力發電機》設想。

通過前風輪直徑小、風葉安裝攻角大與后風輪直徑大、風葉安裝攻角小，實現低速風力機與高速風力機的有機結合(同時具備低速大扭矩風力機和高速小扭力風力機的功能)。后風輪的葉輪直徑大、風葉安裝攻角小，造成后葉輪總迎風面積大于前風輪風葉總迎風面積實現風力機的自動找風問題。

通過前風力機直徑小于后風力機直徑，解決前葉輪對后葉輪的干擾。我們基本可以把前葉輪看做后葉輪特殊形式的整流錐。

微風時，前后兩臺風輪同時產生旋轉力矩啟動發電裝置(基本可看做4漿葉的低速風力機)，前風輪雖然葉輪直徑小20％，但因風葉安裝攻角大，所以產生的旋轉力矩與后風輪產生的旋轉力矩基本相同。通過左右半軸對差速器產生旋轉力矩。輸出動力帶動發電機啟動，實現微風條件下風力發電機啟動。