[發明專利]一種隨風向全范圍自適應調節的大型風力發電機

有效

• 申請號: 202011421743.8
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112555100B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 孟杰
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D7/02;F03D1/06;F03D13/20;F03D15/00
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

本發明涉及一種隨風向全范圍自適應調節的大型風力發電機。主要解決現有風力發電機存在的未能有效提高風力發電機在山區風場上升或下降風向的風能利用率的技術問題。本發明采用的技術方案是：一種隨風向全范圍自適應調節的大型風力發電機，其包括發電組件、旋轉葉輪組件、仰俯支撐組件、水平轉動組件和塔筒，所述旋轉葉輪組件的導流罩與發電組件的空心低速傳動軸的前端連接，所述發電組件通過第四傳動軸與仰俯支撐組件的第二大圓錐齒輪連接，所述仰俯支撐組件的底面通過第六傳動軸與水平轉動組件的第二大圓柱齒輪連接，所述水平轉動組件設在塔筒內設置的支架上。

技術領域

本發明涉及一種隨風向全范圍自適應調節的大型風力發電機，它屬于風力發電機技術領域。

背景技術

大型風力發電機由于其尺寸及自重因素，葉片與機頭、發電倉與塔筒、塔筒與地面均使用螺栓等固定連接方式。而隨著風力發電場的增多，不同地區風場的特性各異，風場風向并非固定不變，則風力發電機在變化風向的工況下不能時刻保持葉片前緣迎風旋轉，進而影響風力發電機持續高效的利用風能發電。現有解決方案多為在二維平面改變風輪分迎風方向，或者僅調節葉片的攻角，而未能有效提高風力發電機在山區風場上升或下降風向的風能利用率。

由于葉片前緣迎風向時，即前緣風輪面與風向垂直，風能利用率高，根據葉片工作的原理，即伯努利原理，由于葉片本身具有攻角，葉片旋轉的過程中，在葉片上方形成局部真空，前掠翼區域與后掠翼區域形成壓力差，帶動風力發電機旋轉進而發電。若前緣風輪面與風向不垂直，風能利用率的降低不但會影響發電效率，而且會造成葉片的偏載，進而造成發電機倉內的各傳動部件及發電機的偏載運行，影響風力發電機的正常運轉及使用壽命。

發明內容

本發明的目的是解決現有風力發電機存在的未能有效提高風力發電機在山區風場上升或下降風向的風能利用率的技術問題，提供一種隨風向全范圍自適應調節的大型風力發電機。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種隨風向全范圍自適應調節的大型風力發電機，其包括發電組件、旋轉葉輪組件、仰俯支撐組件、水平轉動組件和塔筒，所述旋轉葉輪組件的導流罩與發電組件的空心低速傳動軸的前端連接，所述發電組件通過第四傳動軸與仰俯支撐組件的第二大圓錐齒輪連接，所述仰俯支撐組件的底面通過第六傳動軸與水平轉動組件的第二大圓柱齒輪連接，所述水平轉動組件設在塔筒內設置的支架上。

進一步地，所述發電組件由發電機倉、發電機、發電機傳動軸、發電機平臺、第一小圓柱齒輪、第一大圓柱齒輪和空心低速傳動軸組成，所述發電機設在發電機平臺上，所述發電機平臺設在發電機倉內的底面上，所述發電機傳動軸的一端與發電機連接，所述發電機傳動軸的另一端設有第一小圓柱齒輪，所述第一大圓柱齒輪設在空心低速傳動軸的后端并與第一小圓柱齒輪相嚙合，所述空心低速傳動軸的前端伸出發電機倉與旋轉葉輪組件的導流罩連接。

進一步地，所述旋轉葉輪組件由若干組葉片、若干個第一傳動軸、若干個第一圓錐齒輪、第二圓錐齒輪、導流罩、第二傳動軸、第一大圓錐齒輪、第一小圓錐齒輪、第一電機、電機架和第三傳動軸組成，所述若干組葉片均勻裝在導流罩上，每組葉片的底部與第一傳動軸的一端連接，所述第一傳動軸的另一端設有第一圓錐齒輪，所述第二圓錐齒輪設在第二傳動軸的前端并與第一圓錐齒輪相嚙合，所述第二傳動軸裝在空心低速傳動軸及第一大圓柱齒輪設置的軸孔中，所述第一大圓錐齒輪設在第二傳動軸的后端，所述電機架設在發電機倉內的一邊，所述第一電機裝在電機架上并與第三傳動軸的一端連接，所述第一小圓錐齒輪裝在第三傳動軸的另一端并與第一大圓錐齒輪相嚙合。

進一步地，所述仰俯支撐組件由U形發電機倉支柱、兩個第四傳動軸和兩組仰俯轉動機構組成，所述兩個第四傳動軸的一端分別與發電機倉的兩側連接，所述兩個第四傳動軸的另一端分別與兩組仰俯轉動機構中的第二大圓錐齒輪連接，所述兩組仰俯轉動機構分別裝在U形發電機倉支柱兩側設置的空腔中。