CN102278284B - 一种自动调配风力发电机负荷的装置 - Google Patents

一种自动调配风力发电机负荷的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自动调配风力发电机负荷的装置，属于风力发电设备结构技术领域。其特点：被风能带动旋转的风叶片所产生的旋转功率通过三只传动杆和四只伞形齿轮及联轴器传输到齿轮箱的输入轴上，带动齿轮箱内的多只齿轮同时转动，每只齿轮的中心轴分别通过各自的磁盘离合器与相应发电机相联，每只磁盘离合器分别与风力测速仪相联，风力测速仪的风速指针具有磁感应能力，根据不同的风力等级，通过设定的参数控制每只磁盘离合器的动作状态，从而操纵发电机的工作状态。实现根据风力情况自动调配风力发电机组工作，大幅降低了风能发电成本，有利于风力发电机的操作和管理。

Description

一种自动调配风力发电机负荷的装置
技术领域
本发明涉及一种自动调配风力发电机负荷的装置，属于风力发电设备结构技术领域。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到人们的重视，目前利用风能发电较为普遍，因风力不稳定的特点导致风力发电机的发电功率时常变动，通常采用的调控方法是对风力发电机进行调频、调幅或调压，这几种方式都会增加发电成本，造成不必要的浪费。
发明内容
本发明的目的在于解决上述已有技术存在的不足，提供一种利用风力发电机组数量自动调配风力发电机负荷的装置。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种自动调配风力发电机负荷的装置，其特殊之处在于第一传动杆2的一端装有风叶片1，另一端装有第一伞形齿轮6；第一伞形齿轮6与安装在第二传动杆9一端的第二伞形齿轮7啮合，第二传动杆9的另一端装有第三伞形齿轮12；第三伞形齿轮12与安装在第三传动杆15一端的第四伞形齿轮13啮合，第三传动杆15的另一端通过联轴器17与齿轮箱19的输入轴18相联；齿轮箱19内有多只齿轮相互啮合，每只齿轮的中心轴分别通过一个磁盘离合器与对应的发电机相联。
所说的第一传动杆2通过第一轴承3和第二轴承4固定在机架10上，第二传动杆9通过第三轴承8和第四轴承11固定在机架10上，第三传动杆15通过第五轴承14和第六轴承16固定在机架10上。
所说的齿轮箱19内的齿轮为2-4只，每只齿轮与其齿轮轴均为整体结构，并且所有齿轮直径相同，模数相等。
所说的发电机数量与齿轮箱19内齿轮的数量相同，且发电机按第一发电机、第二发电机、第三发电机、第四发电机顺序排列，第二发电机的发电量是第一发电机发电量的2倍，第三发电机的发电量是第一发电机发电量的4倍，第四发电机的发电量是第一发电机发电量的5倍。
 所说的机架10上部装有风力测速仪5，风力测速仪5通过导线分别与每个磁盘离合器联接，风力测速仪的风速指针具有磁感应能力，根据不同的风力等级，通过设定的参数控制每只磁盘离合器的动作状态，从而操纵发电机的工作状态。
本发明的有益效果:利用自然风能为人类提供电能服务，结构科学合理，对于因风力不稳定因素导致风力发电机的发电功率变动，采用风力发电机组数量自动调配，大幅降低了风能发电成本，有利于风力发电机的操作和管理。
附图说明
 图1：为一种自动调配风力发电机负荷的装置示意图；
 图中：1、风叶片，2、第一传动杆，3、第一轴承，4、第二轴承，5、风力测速仪，6、第一伞形齿轮，7、第二伞形齿轮，8、第三轴承，9、第二传动杆，10、机架，11、第四轴承，12、第三伞形齿轮，13、第四伞形齿轮，14、第五轴承，15、第三传动杆，16、第六轴承，17、联轴器，18、输入轴，19、齿轮箱，20、第一磁盘离合器，21、第一发电机，22、第二发电机，23、第三发电机，24、第四发电机，25、第二磁盘离合器，26、第三磁盘离合器，27、第四磁盘离合器。
具体实施方式
以下参照附图，给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的构成进行进一步说明。
实施例1
本实施例的一种自动调配风力发电机负荷的装置，其特殊之处在于第一传动杆2的一端装有风叶片1，另一端装有第一伞形齿轮6，第一传动杆2通过第一轴承3和第二轴承4固定在机架10上；第一伞形齿轮6与安装在第二传动杆9一端的第二伞形齿轮7啮合，第二传动杆9的另一端装有第三伞形齿轮12，第二传动杆9通过第三轴承8和第四轴承11固定在机架10上；第三伞形齿轮12与安装在第三传动杆15一端的第四伞形齿轮13啮合，第三传动杆15的另一端通过联轴器17与齿轮箱19的输入轴18相联，第三传动杆15通过第五轴承14和第六轴承16固定在机架10上；齿轮箱19内有四只齿轮相互啮合，四只齿轮的中心轴分别通过第一磁盘离合器20、第二磁盘离合器25、第三磁盘离合器26及第四磁盘离合器27与对应的第一发电机21、第二发电机22、第三发电机23和第四发电机24相联。
齿轮箱19内的四只齿轮与各自的齿轮轴均为整体结构，并且四只齿轮直径相同，模数相等。
发电机按第一发电机、第二发电机、第三发电机、第四发电机顺序排列，第二发电机的发电量是第一发电机发电量的2倍，第三发电机的发电量是第一发电机发电量的4倍，第四发电机的发电量是第一发电机发电量的5倍。                    
机架10上部装有风力测速仪5，风力测速仪5通过导线分别与第一磁盘离合器20、第二磁盘离合器25、第三磁盘离合器26和第四磁盘离合器27联接，风力测速仪的风速指针具有磁感应能力，根据不同的风力等级，通过设定的参数控制四只磁盘离合器的动作状态，从而操纵发电机的工作状态。
本实施例装置工作过程：
当风叶片1被风带动旋转时，其转动功率通过第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆和联轴器17传输到齿轮箱19的输入轴18上，带动齿轮箱19内的四只齿轮同时转动，装在四只齿轮各自中心轴上的磁盘离合器的初始状态为断开：
当风力为四级以下，风力测速仪5发出信号，与第一发电机21相联的第一磁盘离合器20闭合，第一发电机开始发电，其它三只磁盘离合器仍为断开状态；
如果风力超过四级低于五级，风力测速仪5发出的信号使与第二发电机22相联的第二磁盘离合器25闭合，第二发电机22工作，与第一发电机21相联的第一磁盘离合器20断开，第三磁盘离合器26和第四磁盘离合器27仍处于断开状态；
如果风力超过五级低于六级，风力测速仪5发出的信号使与第一发电机21相联的第一磁盘离合器20和与 第二发电机22相联的第二磁盘离合器25闭合，第一发电机21和第二发电机22工作，第三磁盘离合器、第四磁盘离合器均处于断开状态；
如果风力超过六级低于七级，风力测速仪5发出的信号使与第三发电机23相联的第三磁盘离合器26闭合，第三发电机23工作，第一磁盘离合器、第二磁盘离合器、第四磁盘离合器均处于断开状态；
如果风力超过七级低于八级，风力测速仪5发出的信号使与第四发电机24相联的第四磁盘离合器27闭合，第四发电机开始发电，其它三只磁盘离合器为断开状态；
如果风力超过八级低于九级，风力测速仪5发出的信号使第三磁盘离合器和第四磁盘离合器闭合，第三发电机和第四发电机工作， 第一磁盘离合器、第二磁盘离合器均处于断开状态；
如果风力超过九级低于十级，风力测速仪5发出的信号使第二磁盘离合器和第三磁盘离合器闭合，第二发电机和第三发电机工作，第一磁盘离合器、第四磁盘离合器均处于断开状态；
如果风力超过十级低于十一级，风力测速仪5发出的信号使第一磁盘离合器、第三磁盘离合器和第四磁盘离合器闭合，第一发电机、第三发电机和第四发电机工作， 第二磁盘离合器处于断开状态；
如果风力超过十一级低于十二级，风力测速仪5发出的信号使第二磁盘离合器、第三磁盘离合器和第四磁盘离合器闭合，第二发电机、第三发电机和第四发电机工作， 第一磁盘离合器处于断开状态；
如果风力超过十二级以上，风力测速仪5发出的信号使四个磁盘离合器均闭合，四台发电机均发电工作。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于齿轮箱19内有两只齿轮，两只齿轮与各自的齿轮轴均为整体结构，并且两只齿轮直径相同，模数相等。
与之对应的发电机为两台，按第一发电机、第二发电机顺序排列，本实施例中两台发电机各自的发电功率远大于实施例1中第一发电机、第二发电机各自的功率，且第二发电机的发电量是第一发电机发电量的2倍。
与第一发电机相联的是第一磁盘离合器，与第二发电机相联的是第二磁盘离合器。
本实施例装置工作过程：
当风叶片1被风带动旋转时，其转动功率通过第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆和联轴器17传输到齿轮箱19的输入轴18上，带动齿轮箱19内的两只齿轮同时转动，装在2只齿轮各自中心轴上的磁盘离合器的初始状态为断开：
当风力为六级以下，风力测速仪5发出信号，与第一发电机相联的第一磁盘离合器闭合，第一发电机开始发电，第二磁盘离合器仍为断开状态；
如果风力超过六级低于八级，风力测速仪5发出的信号使与第二发电机相联的第二磁盘离合器闭合，第二发电机工作，与第一发电机相联的第一磁盘离合器断开；
如果风力超过八级以上，风力测速仪5发出信号，使与第一发电机相联的第一磁盘离合器和与第二发电机相联的第二磁盘离合器均闭合，第一发电机、第二发电机均发电。
本发明根据风力情况实现自动调配风力发电机组工作，大幅降低了风能发电成本，有利于风力发电机的操作和管理。

Claims (3)

1.一种自动调配风力发电机负荷的装置，其特征在于第一传动杆（2）的一端装有风叶片（1），另一端装有第一伞形齿轮（6）；第一伞形齿轮（6）与安装在第二传动杆（9）一端的第二伞形齿轮（7）啮合，第二传动杆（9）的另一端装有第三伞形齿轮（12）；第三伞形齿轮(12)与安装在第三传动杆(15)一端的第四伞形齿轮(13)啮合，第三传动杆（15）的另一端通过联轴器（17）与齿轮箱（19）的输入轴（18）相联；齿轮箱（19）内有多只齿轮相互啮合，每只齿轮的中心轴分别通过一个磁盘离合器与对应的发电机相联；
第一传动杆（2）通过第一轴承（3）和第二轴承（4）固定在机架（10）上，第二传动杆（9）通过第三轴承（8）和第四轴承（11）固定在机架(10)上，第三传动杆（15）通过第五轴承（14）和第六轴承（16）固定在机架（10）上；
机架（10）上部装有风力测速仪（5），风力测速仪（5）通过导线分别与每个磁盘离合器联接，风力测速仪的风速指针具有磁感应能力，根据不同的风力等级，通过设定的参数控制每只磁盘离合器的动作状态，从而操纵发电机的工作状态。。
2.按照权利要求1所述一种自动调配风力发电机负荷的装置，其特征在于所述齿轮箱（19）内的齿轮为2-4只，每只齿轮与其齿轮轴均为整体结构，并且所有齿轮直径相同，模数相等。
3.按照权利要求1或2所述一种自动调配风力发电机负荷的装置，其特征在于所述发电机数量与齿轮箱（19）内齿轮的数量相同，且发电机按第一发电机、第二发电机、第三发电机、第四发电机顺序排列，第二发电机的发电量是第一发电机发电量的2倍，第三发电机的发电量是第一发电机发电量的4倍，第四发电机的发电量是第一发电机发电量的5倍。
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