[實用新型]雙輪直驅復合型垂直軸風力發電機

無效

• 申請號: 201020525666.6
• 申請日: 2010-09-09
• 公開（公告）號: CN201858086U
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 謝游洋;楊樂
• 申請（專利權）人: 謝游洋;楊樂
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種風力發電機，尤其是一種雙輪直驅復合型葉片結構的中小型垂直軸風力發電機?

背景技術

目前，國內外中小型垂直軸風力發電機多為單輪結構，葉片大多采用單純的阻力型或升力型設計。?

阻力型風力發電機迎風面積大，做功力矩大，啟動力矩小，具有一定的發電能力。但由于作功力矩是靠葉片的迎風面和背風面的阻力差來實現的，存在阻力平衡點，即轉速不會隨著風速的增加而無限增加。當風速達到某一值，即轉速不再明顯增加。葉尖速比較低(0.3-0.8)。雖具有相當的發電能力但由于轉速的限制，輸出電壓低，存在有電不能輸出的現象。目前主要的解決方法是配置增速機構，既而增加了設計的復雜性，也增加了制作成本。?

升力型風力發電機是靠翼型葉片形成的升力作為旋轉力矩。在高風速下(10米/秒以上)有一定的發電能力，葉尖速比高(2-6)，輸出電壓較高，但由于用升力作為旋轉動力，存在做功力矩小輸出功率低的問題。并且要求風速較高。目前的解決方法是增加掃掠面積(約為理論計算的150％以上)和增加實度比或增加葉片的設計尺寸，無疑也是增加了制作成本。?

發明內容

眾所周知，風力發電機的感生電動勢與角速度成正比。角速度與旋轉半徑成反比。旋轉力矩與旋轉半徑和旋轉動力成正比。旋轉力矩和風速的平方成正比。風功率與掃掠面積和風速的立方成正比。基于上述理論和大量實驗數據的支持，本實用新型克服了上述背景技術所述的問題。提供一種微風下啟動，弱風下發電，強風下平穩發電的雙輪直驅復合型葉片的高效垂直軸風力發電機。?

包括：復合型葉片、復合型葉片及組件組成的上下風輪、限速機構、交流發電機、集電環。該發電機轉子軸垂直于地面設置。?

復合型葉片由分離的頭翼和尾翼組成，并通過若干肋筋和上下封板中心線軸對稱連接。頭翼橫截面輪廓為拋物線或由計算機技術生成的修正拋物線。可降低迎風阻力。尾翼輪廓為平板形或非對稱翼形。上下封板和肋筋前緣開有缺口，防止冬季積雪導致旋轉失衡。頭翼橫截面最大弦長a與頭翼最大深度b的比值(a/b)為0.5～1.。頭翼橫截面最大弦長線與其最大弦長線外緣點至尾翼前緣點的連線夾角為22°～26°。可避免空氣分離(紊流)而降低轉速。頭翼橫截面最大弦長a與葉片總長d的比值(a/d)為0.3～0.5.尾翼總弦長c與葉片總長d的比值(c/d)為0.45～0.65.非對稱尾翼最彎頭為12～14％。葉片安裝攻角為7～14°。葉片的制作材料可為鋼板、鋁合金、復合材料及相應的制作工藝制作。?

至少3個復合型葉片通過懸臂與上風輪中心軸連接法蘭連接，形成上風輪。上風輪中心軸通過法蘭與固定在轉子軸上的錐套法蘭連接，可繞發電機中心軸線自由旋轉。至少3個復合型葉?片通過懸臂與發電機定子上下法蘭連接，形成下風輪。定子下法蘭底部連有管軸及軸承座，通過軸承與固定在機架上的空心主支撐軸連接，并可繞發電機中心軸線自由旋轉。上下風輪通過葉片安裝方向的不同，可繞發電機中心軸線逆向旋轉。?

定子上法蘭與轉子軸間設有限速機構。包括至少兩個重錘和曲臂、調節彈簧、花鍵套、上下制動片。強風下重錘在離心的作用下，通過曲臂克服調節彈簧的壓力，推動下制動片與上摩擦片接觸產生磨擦力，限制發電機轉速。轉速過低時在調節彈簧壓力的作用下制動片自動分離。可根據發電機的性能及當地的風力條件調節調節彈簧的壓力使風力機在穩定的轉速下運行，提高機械和電力系統的安全性。?

下風輪定子下法蘭底部管軸內設有集電環，定子繞組導線通過集電環與固定在架體上的空心主支撐軸的中心孔導出，實現電力輸出。?

本實用新型結構緊湊，易于制作，啟動力矩小，作工力矩大，輸出電壓高，運行平穩，風能轉化率高，性價比高，適于低風速地區的使用。?

附圖說明

圖1是，本實用新型的結構示意圖?

圖2是，一種風輪結構截面圖?

圖3是，復合葉片結構比值示意圖?

圖4是，復合葉片上下封板示意圖?

圖5是，復合葉片肋筋側視結構示意圖?

圖1-圖6圖號：?

1.上風輪中心軸、2.支撐法蘭、3.懸臂、4.中心軸定位法蘭、5.錐套法蘭、6.上制動片、7.下制動片、8.花鍵套、9.調節彈簧、10.調整螺母、11.管軸下法蘭、12.軸承座法蘭13.空心主支撐軸、14.空心主支撐軸中心孔、15.復合型葉片、16.鎖緊螺母、17.轉子軸、18.重錘及曲臂?19.曲臂支撐、20.定子上法蘭、21.定子、22.定子下法蘭、23.集電環、24.定子繞組導線?