[發明專利]一種風力發電機新型塔架結構

在審

• 申請號: 202011492190.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112682264A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 呂冠濤;劉祥;梅新宇;樊永安;張佳;吳東垠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;華能青海發電有限公司
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D7/04
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明公開了一種風力發電機新型塔架結構，包括控制柜、液壓伸縮底座、液壓伸縮推桿、機艙、輪轂、葉輪。液壓伸縮底座固定在地面上，控制柜和液壓伸縮底座連接，控制液壓伸縮推桿的升降，機艙與液壓伸縮推桿焊接，葉輪焊接在輪轂上，輪轂與機艙連接，機艙可將環境風速傳遞至控制柜，控制柜可以根據風速，調節液壓伸縮推桿。本發明通過改變塔架高度來改變風輪的能量捕獲，使風輪轉速保持在額定值附近，同時可以避免風速過大對設備的損害，增加設備壽命。

技術領域

本發明涉及風力發電設備技術領域，尤其涉及一種風力發電機的塔架結構。

背景技術

隨著人類對生態環境的要求和對能源的需要，風能的開發日益受到重視，風力發電將成為21世紀大規模開發的一種可再生清潔能源。風能作為可再生能源的一種，在中國的儲藏量相當豐富。隨著人們對風力發電認識的不斷提高和小型風力發電技術的不斷成熟，其應用領域也越來越廣泛。

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

塔架，是風力發電機的支撐結構，是風力發電機組不可或缺的部分。塔架均按照風力發電機組工作時的受力情況進行設計制造，具有很高的抗風強度。風切變是大氣現象的一種，它反應了風速隨著高度變化而變化的情況。不同地區，不同時間的風切變指數不同，需通過數據采集計算確定。通常采用如下公式計算風切變：

式中，α表示風切變指數；z₁表示任取一點的高度(如25m)；z₂表示任取一點的高度(如40m)；v₁表示在高度z₁處的風速；v₂表示在高度z₂處的風速。對于同一臺風力發電機，在其它條件相同的情況下，塔架的高度越高得到的風速越大。

發明內容

為了克服現有調速裝置的缺點，本發明提出一種結構新穎、生產工藝簡單的風力發電機新型塔架結構。

為了解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：

一種風力發電機新型塔架結構，其特征在于：塔架的液壓伸縮結構，包括控制柜1、液壓伸縮底座2、液壓伸縮推桿3、機艙4、輪轂5、葉輪6、風速測量裝置7。

所述液壓伸縮底座2和控制柜1均固定在地面上，控制柜1和液壓伸縮底座2緊密布置并通過數據線連接，控制柜1控制液壓伸縮推桿3的升降。控制柜1內包括處理器和執行器等，當風速超過或低于控制柜1設定的額度值時，控制柜1可根據風速大小，在線控制液壓伸縮推桿3的伸縮，進而調節塔架的高度，塔架最低高度為最高高度的百分之五十，風機葉輪6所在高度不同，環境風速不同，進而改變風力發電機的功率。

所述機艙4與液壓伸縮推桿3焊接，葉輪6焊接在輪轂5上，輪轂5與機艙4連接，連接方式為風電場常規連接方式，機艙4同時也與控制柜1通過數據線連接，機艙4上有風速測量裝置7，可將風速通過數據線傳遞至控制柜1。

控制柜1可根據環境風速大小在線控制液壓伸縮推桿3的伸縮，進而調節塔架的高度。對于不同地區不同時期的風切變指數，需在安裝風力發電機前通過數據采集與計算確定，然后控制柜1根據當前的風切變指數和當時高度的風速大小，按公式：

計算出設定風速對應高度。若風速偏離設計值，則在線控制液壓伸縮推桿3 的伸縮的程序解列，按風速大小在線控制液壓伸縮推桿3的伸縮。

本發明的有益效果是：