[實(shí)用新型]一種平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220390473.3
• 申請(qǐng)日: 2012-08-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202832977U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉少忠;張維智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 惠州市三鼎能源科技有限公司
• 主分類號(hào): F03D9/00
• 分類號(hào): F03D9/00;F03D3/06;H02K7/18
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)，特別是涉及一種平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電已有一百五十多年的歷史，科學(xué)家在分析了大氣環(huán)流模型之后發(fā)現(xiàn)，大氣低層的對(duì)流氣團(tuán)所包含的風(fēng)能是非常巨大的，是人類可利用且取之不盡、用之不竭的再生能源之一。因此，在人類面臨逐漸加劇的能源危機(jī)的情況下，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電的研究開(kāi)發(fā)也就越來(lái)越具有重大和深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義了。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、荷蘭、丹麥、法國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)，風(fēng)力發(fā)電在其國(guó)內(nèi)的電力結(jié)構(gòu)中已起到了舉足輕重的作用。而在我國(guó)，只有少數(shù)地區(qū)，如新疆、內(nèi)蒙、甘肅、廣東的南澳及汕尾紅海灣、福建的漳州東山島等地設(shè)有風(fēng)力發(fā)電站，其總裝機(jī)容量還不到62000MW，占我國(guó)電力結(jié)構(gòu)比率不及3%。

現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有技術(shù)中，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)可分為兩種主要類型：一類是利用翼型結(jié)構(gòu)的升力做功的升力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，最典型的是達(dá)里厄(Darrieus)?型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而許多生產(chǎn)廠家的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造技術(shù)都是依該翼型結(jié)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理的基礎(chǔ)上作出一些改進(jìn)的技術(shù)；另一類是阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其原型結(jié)構(gòu)是由風(fēng)杯式測(cè)風(fēng)儀的結(jié)構(gòu)演變而來(lái)的，其原理就是利用風(fēng)葉水平旋轉(zhuǎn)時(shí)正反兩面對(duì)風(fēng)的阻力差來(lái)做功。

升力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)能利用率可高達(dá)42﹪，但存在以下缺陷：在低風(fēng)速狀態(tài)時(shí)，受力面積較小，所產(chǎn)生的起動(dòng)扭矩小，在自然條件下起動(dòng)通常需要四級(jí)或者四級(jí)以上風(fēng)的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)起動(dòng)，由此使得對(duì)于大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常需另配電動(dòng)機(jī)輔助起動(dòng)裝置強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)起動(dòng)，從而使得整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增高；而且在低風(fēng)速陣風(fēng)時(shí)功耗也比較大。

阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其風(fēng)輪可以獲得較大的起動(dòng)力矩；但受其結(jié)構(gòu)影響，導(dǎo)致圍繞著風(fēng)輪產(chǎn)生側(cè)向推力，使得風(fēng)輪轉(zhuǎn)速較低。

因而現(xiàn)有技術(shù)中的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常都是適用于中、小功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，對(duì)其風(fēng)輪葉片的結(jié)構(gòu)形式，人們雖然不斷作出一些新的改進(jìn)，但這類改進(jìn)往往都是僅限于其中一些局部結(jié)構(gòu)的某些方面的改進(jìn)，由此導(dǎo)致這類垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)仍然同樣存在以上缺陷，所作改進(jìn)技術(shù)仍然不夠全面，特別是在成本上及風(fēng)葉結(jié)構(gòu)的變形問(wèn)題上也仍然難于取得實(shí)質(zhì)性突破，因此風(fēng)能利用效率及綜合成本仍然是不夠理想的。

中國(guó)發(fā)明專利（專利號(hào)為：?ZL201020209996.4公開(kāi)了一種“軌道式大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組”，其結(jié)構(gòu)主要為：葉片為升力型葉片，該葉片固定于風(fēng)葉支架，風(fēng)葉支架連接于回轉(zhuǎn)系統(tǒng)。通過(guò)采用較為穩(wěn)固的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，以提高葉片強(qiáng)度，使之能夠抵御較大臺(tái)風(fēng)，以適用于大、中型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

但是上述專利又存在著以下問(wèn)題：如升力型葉片在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)離心力不平衡，易導(dǎo)致葉片出現(xiàn)歪斜及扭曲的現(xiàn)象；而且，風(fēng)葉支架及整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，使得該軌道式大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組材料消耗較大，綜合制造成本較高，且不易維護(hù)，也不利于工業(yè)化生產(chǎn)及微小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)的推廣應(yīng)用。

因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的存在問(wèn)題，亟需提供一種能夠提高穩(wěn)定性及平衡性，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、綜合成本低、易于維護(hù)，有利于工業(yè)化生產(chǎn)及大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)的推廣應(yīng)用的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的技術(shù)顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種能夠提高穩(wěn)定性及平衡性，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、綜合成本低、易于維護(hù)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

提供一種平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括有立柱以及位于所述立柱的風(fēng)葉驅(qū)動(dòng)總成，所述風(fēng)葉驅(qū)動(dòng)總成包括有風(fēng)輪組和垂直立軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所述風(fēng)輪組設(shè)置有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的升力型葉片和對(duì)應(yīng)設(shè)置于所述垂直立軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的兩個(gè)或者兩個(gè)以上的風(fēng)葉支架，所述風(fēng)葉支架包括有上支架、中支架和下支架，

所述垂直立軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置有外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機(jī)、上立柱和穩(wěn)定輪；

所述外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機(jī)的與內(nèi)定子相連的下軸固定連接于所述立柱上部；

所述上立柱一端部與所述外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機(jī)的與外轉(zhuǎn)子相連的上端蓋連接，所述上立柱固定連接設(shè)置有第一連接件；

所述上支架一端部與所述第一連接件固定連接，所述上支架另一端與所述升力型葉片的上部固定連接；

所述中支架一端部與所述外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機(jī)的與外轉(zhuǎn)子相連的上端蓋連接，所述中支架另一端部與所述升力型葉片的中部固定連接；

所述下支架一端部通過(guò)第二連接件與所述外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機(jī)的與外轉(zhuǎn)子相連的下端蓋連接，所述下支架另一端部與所述升力型葉片的下部固定連接；