[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010192073.7
• 申請(qǐng)日: 2010-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN101832237A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳東垠;姚季;李海鵬;朱良松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D11/00
• 分類號(hào): F03D11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著人類對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求和對(duì)能源的需要，風(fēng)能的開發(fā)開發(fā)日益受到重視，風(fēng)力發(fā)電將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)能作為可再生能源的一種，在中國(guó)的儲(chǔ)藏量相當(dāng)豐富。隨著人們對(duì)風(fēng)力發(fā)電認(rèn)識(shí)的不斷提高和小型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是利用自然界中的風(fēng)能使之轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)，在很多的情況下，要求風(fēng)力機(jī)不論風(fēng)速如何變化，轉(zhuǎn)速總保持恒定或不超過(guò)某一限定值。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在超過(guò)額定風(fēng)速以后，由于機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)電機(jī)、電力電子容量等物理性能的限制，必須降低風(fēng)輪的能量捕獲，減少葉片承受負(fù)荷和整個(gè)風(fēng)力機(jī)收到的沖擊，使功率輸出保持在額定值附近，保證風(fēng)力機(jī)不受到損害。

塔架，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不可或缺的部分。塔架均按照風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作時(shí)的受力情況進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，具有很高的抗風(fēng)強(qiáng)度。風(fēng)切變是大氣現(xiàn)象的一種，它反應(yīng)了風(fēng)速隨著高度變化而變化的情況。通常采用如下公式計(jì)算風(fēng)切變：α=lg(v2/v1)lg(z2/z1);]]>v₂＝v₁(z₂/z₁)^*式中，α表示風(fēng)切變指數(shù)；z₁表示任取一點(diǎn)的高度(如25m)；z₂表示任取一點(diǎn)的高度(如40m)；v₁表示在高度z₁處的風(fēng)速；v₂表示在高度z₂處的風(fēng)速。對(duì)于同一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在其它條件相同的情況下，塔架的高度越高得到的風(fēng)速越大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)新型塔架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)新穎、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：使用可自動(dòng)調(diào)節(jié)高度單柱式的塔架結(jié)構(gòu)。塔架為三段式的液壓結(jié)構(gòu)，包括第一段、第二段和第三段，其中塔架第一段、塔架第二段和塔架第三段依次連接；塔架第一段另一端與機(jī)艙連接；塔架第三段另一端與塔基連接；在機(jī)艙的一端裝有葉片；在塔架第三段內(nèi)部設(shè)有控制柜，該控制柜包括處理器、執(zhí)行器等。塔架第一、二段可根據(jù)需要改變伸縮長(zhǎng)度，第三段長(zhǎng)度不變。在第三段內(nèi)部裝有可調(diào)節(jié)塔架高度的控制柜，當(dāng)葉輪輪轂處風(fēng)速超過(guò)或低于額定風(fēng)速一定值(可由控制柜設(shè)定)時(shí)，控制柜可根據(jù)風(fēng)速大小調(diào)節(jié)塔架的高度。

采用本發(fā)明技術(shù)方案能夠降低風(fēng)輪的能量捕獲，使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速保持在額定值以下。同時(shí)減少葉片承受負(fù)荷和整個(gè)風(fēng)力機(jī)收到的沖擊，保證風(fēng)力機(jī)不受到損害，同時(shí)也降低了葉片的制造成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中的標(biāo)號(hào)分別表示：1、控制柜；2、塔基；3、塔架第三段4、塔架第二段；5、塔架第一段；6、機(jī)艙；7、葉輪；8、輪轂下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1所示，塔架由三段組成，包括塔架第一段5、塔架第二段4和塔架第三段3，其中塔架第一段5、塔架第二段4和塔架第三段3依次連接；塔架第一段5另一端與機(jī)艙6連接；塔架第三段3另一端與塔基3連接；在塔架第三段3內(nèi)部設(shè)有控制柜1，該控制柜1包括處理器、執(zhí)行器等。

當(dāng)葉輪7的輪轂8處風(fēng)速大于額定風(fēng)速限值時(shí)，控制柜1將啟動(dòng)內(nèi)部的處理器，計(jì)算塔架需要降低的高度，然后由執(zhí)行器縮短塔架第一段5的長(zhǎng)度，如果塔架第一段5已不能再縮短，則由執(zhí)行器縮短塔架第二段4的長(zhǎng)度。當(dāng)葉輪7的輪轂8處風(fēng)速小于額定風(fēng)速限值時(shí)，控制柜1將啟動(dòng)內(nèi)部的處理器，計(jì)算塔架需要升高的高度，然后由執(zhí)行器伸長(zhǎng)塔架第二段4的長(zhǎng)度，如果塔架第二段4已不能再伸長(zhǎng)，則由執(zhí)行器伸長(zhǎng)塔架第一段5的長(zhǎng)度。當(dāng)葉輪7的輪轂8處風(fēng)速恢復(fù)至額定風(fēng)速時(shí)，塔架將恢復(fù)其額定高度。