[發明專利]一種基于復合增速機構的風力發電系統

有效

• 申請號: 201310212170.1
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103277256A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 王存堂;張新星;王雷;王奉秒
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F16H1/32
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及及一種新型齒輪增速機構，特別涉及一種基于復合增速機構的風力發電系統，屬于海上風力發電領域。

背景技術

由于化石燃料的日益枯竭和人類對環境的污染，新能源以及可再生能源的開發得到了廣泛的關注。風能作為一種可再生能源，由于其安全、清潔、儲存量巨大等優點得到了迅速的發展。

傳統的風力發電裝置采用一次換能技術將風能通過齒輪增速器轉化為機械能，然后驅動發電機進行發電。由于傳統的齒輪增速機構體積龐大、安裝維修困難再加上自然界風速的不穩定性，導致了一系列的問題。由此可見傳統風力發電存在以下問題：傳統的齒輪增速機構體積重量龐大、價格昂貴、安裝維修花費大量的人力物力。在風速較低的時候，由于葉片只能以較慢的速度旋轉，而發電機需要較高的轉速，這就需要一套增速機構，往往增速機構價格非常昂貴，這就增加的成本。由于自然風的不穩定，傳統的風機齒輪增速比是恒定的，這就導致了發電機轉速不平穩，從而影響了發電的品質。?

發明內容

針對現有技術中風力發電裝置存在的上述問題，即齒輪箱效率低下、安裝維修成本過高、發電品質低下的問題，本發明提供一種基于復合增速機構的風力發電系統，由新型齒輪增速機構帶動液壓泵進行風能向液壓能的轉換，同時再通過變量馬達、發電機組實現液壓能向電能的轉換。

本發明的技術方案是：

一種基于復合增速機構的風力發電系統，包括風能向機械能轉換系統、機械能向液壓能轉換系統、液壓儲能機構、液壓能向電能轉換系統、并網系統，所述風能向機械能轉換系統包含兩套相互嚙合的齒輪系統，其中一套齒輪系統與所述機械能向液壓能轉換系統相配合，用于將機械能轉換為液壓能。

進一步，所述風能向機械能轉換系統包括導流罩、主動齒輪前端蓋、夾緊板、從動齒輪、主動齒輪、主動齒輪后端蓋、中心階梯軸、機箱、尾翼、塔架、軸承、葉片；所述導流罩固定設置于中心階梯軸的前端；導流罩的后端設置有與導流罩相間隔的主動齒輪前端蓋，主動齒輪前端蓋和主動齒輪后端蓋之間設置有分別與主動齒輪前端蓋和主動齒輪后端蓋固定連接的主動齒輪，所述中心階梯軸活動穿過主動齒輪前端蓋和主動齒輪后端蓋，使主動齒輪、主動齒輪前端蓋、主動齒輪后端蓋可繞中心階梯軸旋轉，所述葉片與主動齒輪固定連接；所述從動齒輪與從動齒輪中心軸固連，所述從動齒輪中心軸饒中心階梯軸設置有若干個，從動齒輪中心軸與中心階梯軸的距離保證主動齒輪與從動齒輪的輪齒相互嚙合，從動齒輪中心軸兩端由固定套設于中心階梯軸上的夾緊板活動支撐，當從動齒輪旋轉時帶動從動齒輪中心軸旋轉；所述機箱固定套設于中心階梯軸后方，尾翼與中心階梯軸的后端相連接，所述塔架設置于機箱下方，塔架與機箱的連接處裝有用于風機自由轉向的軸承。

進一步，所述中心階梯軸上設有凸臺，所述主動齒輪前端蓋的右端面與中心階梯軸凸臺的左邊貼合，并且保留2-3mm余量，所述主動齒輪前端蓋左側與導流罩貼合，同樣保留2-3mm余量，用于保證主動齒輪、主動齒輪前端蓋和主動齒輪后端蓋只繞中心階梯軸旋轉。

進一步，所述機械能向液壓能轉換系統包括從動齒輪中心軸、聯軸器、液壓泵、進油管道、出油管道、單向閥；所述液壓泵通過聯軸器與從動齒輪中心軸連接，進油管道的一端與液壓泵的進油口連接，另一端與油箱連接，進油管道上設有單向閥，出油管道的一端與液壓泵的出油口連接，另一端與液壓儲能機構連接。

進一步，所述液壓儲能機構為液壓儲能器，所述液壓儲能器的進油口與出油管道連接。

進一步，所述液壓能向電能轉換系統包括速度控制單元、變量液壓馬達、發電機組、電能反饋單元，所述液壓儲能機構的出口經過速度控制單元與變量液壓馬達連接，速度控制單元用于通過控制變量液壓馬達的排量來控制變量液壓馬達的旋轉速度，變量液壓馬達的另一端與發電機組連接，發電機組通過電能反饋單元與速度控制單元連接。

進一步，所述發電機組發出的電能通過所述并網系統與電網相連接。

本發明的有益效果是：

1、本發明一種基于復合增速機構的風力發電系統由新型齒輪增速機構帶動液壓泵進行風能向液壓能的轉換，提高了齒輪箱的效率，有效節約了安裝維修成本；

2、本發明一種基于復合增速機構的風力發電系統通過變量馬達、發電機組實現液壓能向電能的轉換，使發電機轉速平穩，從而提高了發電的品質。

附圖說明

圖1為本發明一種基于復合增速機構的風力發電系統的結構總圖；

圖2為增速機構的結構圖；

圖3為液壓原理圖。