CN102287337A - 基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机 - Google Patents

基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机 Download PDF

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曲建俊
李松信
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曲华杰
李佳琪
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Abstract

基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,它涉及一种升阻型垂直轴风力发电机,针对升阻复合型垂直轴风力发电机发电效率低、稳定性差、可靠性低问题。阻力风轮装在第二阻力风轮轴上,第一、二阻力风轮轴内装有第一、二升力风轮轴,第二升力风轮轴通过第一联轴器与第一升力风轮轴连接,第一升、阻力风轮轴上装有升、阻力风轮,第一升、阻力风轮轴之间固装有超越复合机构,第二升力风轮轴通过第二、三联轴器及第三升力风轮轴与升力风轮发电机连接,阻力风轮增速装置装在第三阻力风轮轴上,阻力风轮增速装置通过第四联轴器与阻力风轮发电机连接,升、阻力风轮发电机通过整流控制器与储能装置连接。本发明特别适用于风速风向变化范围大的地区供电。

Description

基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种升阻型垂直轴风力发电机,属于风力发电装置技术领域。 背景技术
[0002] 现有的风力发电机有两种形式,一种为水平轴式风力发电机;一种为垂直轴式风力发电机。
[0003] 水平轴式风力发电机的风轮围绕水平轴转动,该发电机需要安装在较高的位置, 所以安装、维修都很困难,同时,水平轴式风力发电机的叶片需悬臂安装,极容易损坏,使用寿命短。此外,水平轴式风力发电机不能使用拉紧装置,所以抗风能力差,并且水平轴式风力发电机组还需有迎风控制装置,因此存在结构复杂,故障多,造价高的问题。
[0004] 垂直轴式风力发电机分为升力型和阻力型两大类。其中升力型风力发电机由于其叶片迎风面积小,理论上启动很困难,需要很大的风速实现启动;阻力型风力发电机的风轮启动性能好,但是逆风面阻力大,因此电效率不高。为此人们转向研发一种升阻复合型的垂直轴风力发电机。已有的升阻复合型垂直轴风力发电机有三种形式:1)将阻力风轮与升力风轮固结在一根主轴上,如授权公告号为CN201865838U、名称为《升力与阻力组合风力机》 的实用新型专利公开的复合方式启动较好,但是启动后,升、阻风轮以相同转速运行,由于阻力风轮转速低,升力风轮转速高,阻力风轮必然限制升力风轮转速,使整个风轮的转速不能提高,造成风力发电效率不高;2)采用活固叶片形式,如授权公告号为CN201255077Y、名称为《垂直轴半活动半固定组合型叶片的风车》的实用新型专利公开的升、阻复合风轮可以自动调节叶片的迎风面积,提高风轮的启动性能和发电效率,但是此风轮的活固叶片稳定性较差,可靠度较低,叶片连接处轴承易磨损,不易润滑,寿命较短;幻采用超越离合器将阻力风轮和升力风轮组合在一起,如授权公告号为CN201574886U、名称为《一种组合型垂直轴风力发电机》的实用新型专利公开了一种组合风轮,该组合风轮不仅可以改善升力风轮的启动性能,升力风轮启动后其转速不受阻力风轮的限制,但阻力风轮与升力风轮脱开后自由转动,能量得不到收集和利用,整个风轮发电效率不高,而且当风速较大时,阻力风轮对升力风轮没有限速作用。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,以解决现有智能复合型垂直轴风力发电机存在风力发电效率不高,稳定性较差,可靠性较低的问题。
[0006] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0007] 本发明的基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,所述升阻型垂直轴风力发电机包括升力风轮、阻力风轮、超越复合机构、轴中轴传动装置、阻力风轮增速装置、升力风轮发电机、阻力风轮发电机、整流控制器、储能装置、第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第四联轴器、第一滚动轴承、第一阻力风轮轴、第二阻力风轮轴、第一升力风轮轴、第二升力风轮轴和固定支座;第一阻力风轮轴和第二阻力风轮轴均设有中空腔,阻力风轮安装在第二阻力风轮轴上,第二阻力风轮轴的中空腔内装有第二升力风轮轴,第二阻力风轮轴与第二升力风轮轴同轴设置,第二升力风轮轴的上端通过第一联轴器与第一升力风轮轴的下端连接,第一升力风轮轴的上端安装有升力风轮,第一升力风轮轴装在第一阻力风轮轴的中空腔内,第一升力风轮轴与第一阻力风轮轴同轴设置,第一升力风轮轴上装有第一滚动轴承,且第一滚动轴承装在第一阻力风轮轴的中空腔内,第一升力风轮轴与第一阻力风轮轴之间固装有超越复合机构,且超越复合机构置于第一滚动轴承的上方,第一阻力风轮轴与阻力风轮连接,第二升力风轮轴的下端通过第二联轴器与轴中轴传动装置中的第三升力风轮轴的上端连接,该第三升力风轮轴的下端通过第三联轴器与升力风轮发电机连接, 轴中轴传动装置中的第三阻力风轮轴的上端与阻力风轮连接,阻力风轮增速装置中的大传动轮固装在所述第三阻力风轮轴上,阻力风轮增速装置中的小传动轮轴的下端通过第四联轴器与阻力风轮发电机连接,轴中轴传动装置位于阻力风轮增速装置与第三联轴器之间, 阻力风轮发电机的交流信号输出端与整流控制器的第一交流信号输入端连接,升力风轮发电机的交流信号输出端与整流控制器的第二交流信号输入端连接,整流控制器的直流信号输出端与储能装置的信号输入端连接;所述升力风轮发电机、阻力风轮发电机、整流控制器和储能装置均安装在固定支座上。
[0008] 本发明的有益效果是:本发明利用超越复合机构实现升阻复合与分离两种状态, 采用双发电机系统,充分收集能量。本发明集合了阻力风轮启动性能好和升力风轮风能利用率高的优点,两种类型的风轮通过超越复合机构结合起来,在一定风速下阻力风轮通过超越复合机构带动升力风轮启动;启动后升力风轮产生升力,速度加快,超过阻力风轮,升力风轮通过超越复合机构与阻力风轮分离,转速达到一定时超越复合机构将阻力风轮与升力风轮再次结合起来,实现降速,保护风机抵抗大风。采用双发电机,即升力风轮和阻力风轮分别带动各自发电机发电,解决启动的同时两个风轮全面同步发电,能量的最大化收集; 在升力风轮和阻力风轮分开后,解决阻力风轮空转问题,实现能量最大化利用。整流控制器兼具整合电流和控制风车的作用,把两发电机的电流整合为一路。
[0009] 本发明的明显特征之一是:升力风轮和阻力风轮采用超越复合机构和第一滚动轴承组合起来,在一定条件下,可以实现分离和再次结合;另一明显特征是:采用双发电机, 即通过轴中轴传动装置和阻力风轮增速装置,使第三升力风轮轴和第三阻力风轮轴通过第三联轴器和第四联轴器分别与独立的升力风轮发电机和阻力风轮发电机相连接,这两个发电机通过导线把电能传输到整流控制器并储存起来。
[0010] 本发明的基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,与已有的升阻复合型垂直轴风力机相比,不仅可以明显改善升力风轮的启动性能,而且可以有效收集与升力风轮脱离、独立旋转的阻力风轮的能量,实现能量收集最大化。此外,利用本发明设计的超越复合机构所特有的高速再结合功能,还可以在较大风速时,对升力风轮进行限速,使整个风力机运行在安全转速下,并可以正常发电。
[0011] 综上,本发明可以实现升力风轮与阻力风轮的复合与分离,一定风速下,阻力风轮带动升力风轮顺利启动。升力风轮启动后能与阻力风轮分开,并且采用特殊超越复合机构, 实现大风速下的风机保护,提高抵抗大风能力。两风轮在满足复合要求情况下,互不干扰, 稳定性高,可靠度大,寿命长久。因此,本发明具有结构简单、启动风速低、启动性能好、发电效率高、安全系数高、抵抗强风能力强、成本低、适应风速变化范围大、风向多变的特点,特别适合远离电网的海岛、山区、牧场等地区的供电。
附图说明 [0012] 图 1是本发明的基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机的整体结构简图[0013] 图 2是本发明的基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机的工作原理框图[0014] 图 3是Φ型升力风轮与S型阻力风轮组合的结构示意图;[0015] 图 4是H型升力风轮与S型阻力风轮组合的结构示意图;[0016] 图 5是超越复合机构的主视剖视图;[0017] 图 6是图5的B-B剖面图,图中第一阻力风轮轴未画出;[0018] 图 7是图5的A-A剖面图,图中第一阻力风轮轴未画出;[0019] 图 8是阻力风轮增速装置的结构示意图,图中表示的是齿轮传动;[0020] 图 9是阻力风轮增速装置的结构示意图,图中表示的是带传动;[0021] 图 10是轴中轴传动装置的主视剖视图。
具体实施方式
[0022] 具体实施方式一:结合图1及图5〜图10说明,本实施方式的基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,所述升阻型垂直轴风力发电机包括升力风轮1、阻力风轮2、 超越复合机构15、轴中轴传动装置11、阻力风轮增速装置3、升力风轮发电机9、阻力风轮发电机5、整流控制器6、储能装置7、第一联轴器13、第二联轴器12、第三联轴器10、第四联轴器4、第一滚动轴承14、第一阻力风轮轴20、第二阻力风轮轴21、第一升力风轮轴18、第二升力风轮轴30和固定支座8 ;第一阻力风轮轴20和第二阻力风轮轴21均设有中空腔,阻力风轮2安装在第二阻力风轮轴21上,第二阻力风轮轴21的中空腔内装有第二升力风轮轴 30,第二阻力风轮轴21与第二升力风轮轴30同轴设置,第二升力风轮轴30的上端通过第一联轴器13与第一升力风轮轴18的下端连接,第一升力风轮轴18的上端安装有升力风轮 1,第一升力风轮轴18装在第一阻力风轮轴20的中空腔内,第一升力风轮轴18与第一阻力风轮轴20同轴设置,第一升力风轮轴18上装有第一滚动轴承14,且第一滚动轴承14装在第一阻力风轮轴20的中空腔内,第一升力风轮轴18与第一阻力风轮轴20之间固装有超越复合机构15,且超越复合机构15置于第一滚动轴承14的上方,第一阻力风轮轴20与阻力风轮2连接,第二升力风轮轴30的下端通过第二联轴器12与轴中轴传动装置11中的第三升力风轮轴16的上端连接,该第三升力风轮轴16的下端通过第三联轴器10与升力风轮发电机9连接,轴中轴传动装置11中的第三阻力风轮轴17的上端与阻力风轮2连接,阻力风轮增速装置3中的大传动轮固装在所述第三阻力风轮轴17上,阻力风轮增速装置3中的小传动轮轴31的下端通过第四联轴器4与阻力风轮发电机5连接,轴中轴传动装置11位于阻力风轮增速装置3与第三联轴器10之间,阻力风轮发电机5的交流信号输出端与整流控制器6的第一交流信号输入端连接,升力风轮发电机9的交流信号输出端与整流控制器6 的第二交流信号输入端连接,整流控制器6的直流信号输出端与储能装置7的信号输入端连接;所述升力风轮发电机9、阻力风轮发电机5、整流控制器6和储能装置7均安装在固定支座8上。[0023] 阻力风轮发电机将阻力风轮的机械能转化为电能,升力风轮发电机将升力风轮的机械能转化为电能。
[0024] 本实施方式中,在一定风速下,阻力风轮2启动,通过超越复合机构15带动升力风轮1启动。启动后,阻力风轮2通过阻力风轮增速装置3带动阻力风轮发电机5,升力风轮 1带动升力风轮发电机9分别进行发电。两个电机产生的电能通过整流控制器6进行整流稳压后对储能装置7进行充电,储存能量。
[0025] 本实施方式中,在一定风速下,升力风轮1启动后,产生升力,转速加快,经超越复合机构15实现与阻力风轮2的分离。
[0026] 本实施方式的技术方案能够在一定风速下,实现升力风轮1启动,启动后升阻风轮1分开,风速过大时,超越复合机构15将阻力风轮2与升力风轮1结合起来,降低升力风轮1的转速,实现抵抗大风速,保护风机。
[0027] 本实施方式中采用升、阻风轮复合方式,充分利用机械结构,性能稳定、可靠,复合方式具有两风轮互不干涉的优点。
[0028] 本实施方式的优点在于:采用双发电系统满足了升、阻复合的各项优点,打破了以往传统单轴、单传动、单发电系统的局限,弥补了系统风轮中阻力风轮空转,收集的能量无法利用的问题,实现了能量最大化利用。
[0029] 具体实施方式二 :结合图1及图5〜图7说明,本实施方式所述超越复合机构15 包括结合机构、分离机构、外套32和内套33 ;所述内套33套装在第一升力风轮轴18上,内套33与第一升力风轮轴18连接(本实施方式中采用平键22连接),外套32套装在内套33 上,外套32设置在第一阻力风轮轴20的中空腔内,外套32与第一阻力风轮轴20连接(本实施方式中采用螺钉23连接);分离机构包括两个滚珠34和两个第一弹簧35,内套33的外侧壁上设有两个缺口 36,两个缺口 36相对于内套33的中心线对称设置,每个缺口 36处设置有一个滚珠34和一个第一弹簧35,每个第一弹簧35的一端与相对应的滚珠34连接, 每个第一弹簧35的另一端与内套33连接;结合机构包括至少四个第二弹簧37和至少四个摩擦滑块38,内套33的外侧壁上加工有至少四个滑块槽39,至少四个滑块槽39相对于内套33的中心线对称设置,至少四个滑块槽39设置在两个缺口 36的上方,每个滑块槽39内设置有一个第二弹簧37和一个摩擦滑块38,每个第二弹簧37的一端与相对应的摩擦滑块 38连接,每个第二弹簧37的另一端与内套33连接。其它与具体实施方式一相同。
[0030] 该机构与普通的超越离合器所不同的是有两个设定临界转速N1和N2 (N2 > N1);
[0031] 在较低风速时,超越复合机构15的分离机构起作用,在内、外套转速低于设定转速N1时,N1较低,可由升力风轮1的最小启动转速决定,这时该部分的作用类似常用的超越复合机构,阻力风轮2启动转动,使与第一阻力风轮轴20相连的超越复合机构15的外套32 转动,带动滚珠34 —起转动,进一步带动内套33转动,从而带动与内套33相连的第一升力风轮轴18转动,从而带动升力风轮1启动转动,升力风轮1启动后产生升力,转速加快,当与第一升力风轮轴18相连的内套33转速大于N1且小于N2时,内、外套分离,升力风轮1超越阻力风轮2转动,两个风轮分别独立旋转,并独立发电。
[0032] 在风速过大,超过安全风速时,与第一升力风轮轴18相连的内套33转速大于设定转速N2时,N2由阻力风轮2的最高转速决定。超越复合机构15的结合机构将起作用,结合机构中的摩擦滑块38受离心力作用,克服第二弹簧37的拉力,沿滑块槽39向外移动,与外套32的内环面挤压在一起,借助于摩擦作用,使内、外套转动体再次结合为一体,使得第一升力风轮轴18再次与第一阻力风轮轴20结合为一体。因阻力风轮2转速慢,可制动升力风轮1,降低其转速,保护风力机,提高抵抗大风能力,同时两个风轮都运行在阻力风轮2的转速下,仍然可以分别发电。
[0033] 具体实施方式三:结合图7说明,本实施方式所述滑块槽39的数量为4〜8个。 具体数量由摩擦扭矩决定。其它与具体实施方式二相同。
[0034] 具体实施方式四:结合图1和图8说明,本实施方式所述阻力风轮增速装置3包括大传动轮、小传动轮、中间传动轮、小传动轮轴31、中间传动轮轴40和壳体41 ;大传动轮为大传动齿轮42,小传动轮为小传动齿轮43,中间传动轮为中间传动齿轮44,大传动齿轮42、 小传动齿轮43和中间传动齿轮44均设置在壳体41内,中间传动轮轴40置于第三阻力风轮轴17与小传动轮轴31之间,中间传动轮轴40及小传动轮轴31均与壳体41转动连接, 中间传动轮轴40上固装有中间传动齿轮44,大传动齿轮42与中间传动齿轮44啮合,中间传动齿轮44与小传动齿轮43啮合,小传动齿轮43固装在小传动轮轴31上。其它与具体实施方式一、二或三相同。
[0035] 具体实施方式五:结合图1和图9说明,本实施方式所述阻力风轮增速装置3包括大传动轮、小传动轮、小传动轮轴31、传动带45和壳体41 ;大传动轮为大传动带轮46,小传动轮为小传动带轮47,大传动带轮46和小传动带轮47均设置在壳体41内,小传动带轮47 固定装在小传动轮轴31上,小传动轮轴31与壳体41转动连接,大传动带轮46和小传动带轮47通过传动带45连接。其它与具体实施方式一、二或三相同。
[0036] 本实施方式中的传动带为V型带或同步齿形带,优先采用同步齿形带传动。
[0037] 具体实施方式六:结合图1和图10说明,本实施方式所述轴中轴传动装置11包括第三升力风轮轴16、第三阻力风轮轴17、两个第二滚动轴承48、轴承座24、上部固定轴承 25、下部固定轴承26、大端盖27和下端盖观;第三阻力风轮轴17设有中空腔,第三升力风轮轴16设置在第三阻力风轮轴17的中空腔内,且第三升力风轮轴16的两端置于第三阻力风轮轴17的外部,第三升力风轮轴16与第三阻力风轮轴17同轴设置,第三阻力风轮轴17 的下端置于轴承座M内,第三阻力风轮轴17的外圆柱面通过一对第二滚动轴承48(优先选择圆锥滚子轴承)支承在轴承座M内(可以自行转动),第三升力风轮轴16与第三阻力风轮轴17的上端之间安装有上部固定轴承25,小端盖观设有中心轴承孔,第三升力风轮轴 16的下端通过下部固定轴承沈与小端盖28的中心轴承孔的内壁转动连接,小端盖28与大端盖27连接,大端盖27与轴承座M连接。其它与具体实施方式一、二或三相同。
[0038] 具体实施方式七:结合图3和图4说明,本实施方式的升力风轮1的叶片形状为H 型或者为Φ型。其它与具体实施方式一相同。
[0039] 具体实施方式八:结合图3和图4说明,本实施方式的阻力风轮2的叶片形状为S 型。其它与具体实施方式一或七相同。
[0040] 具体实施方式九:本实施方式中,形状为S型的阻力风轮叶片采用单层、上下两层或者上中下三层设置;采用单层设置的阻力风轮叶片的数量为两个或四个,且两个或四个阻力风轮叶片相对于阻力风轮2的轴线对称设置;采用上下两层设置的阻力风轮叶片的数量总计为四个,每层中的阻力风轮叶片的数量为两个,每层中的两个阻力风轮叶片相对于阻力风轮2的轴线对称设置,且上层中的两个阻力风轮叶片与下层中的两个阻力风轮叶片错开90度设置;采用上中下三层设置的阻力风轮叶片的数量总计为六个,每层中的阻力风轮叶片的数量为两个,每层中的两个阻力风轮叶片相对于阻力风轮2的轴线对称设置,且上中下三层阻力风轮叶片中的相邻两层阻力风轮叶片错开60度设置。其它与具体实施方式八相同。
[0041] 本发明中,阻力风轮2置于升力风轮1的上方的技术方案也在本发明的保护范围内。
[0042] 工作原理:参见图1〜图7,在较低风速下4m/s),阻力风轮2启动,产生较大转矩,带动第二阻力风轮轴21转动,第二阻力风轮轴21通过超越复合机构15,带动升力风轮1启动,启动后,升力风轮1产生升力,驱动升力风轮1转动,转速逐渐加快,当其转速大于阻力风轮2的转速时,第一升力风轮轴18通过超越复合机构15与阻力风轮2分开。两个风轮各自独立旋转,互不影响。阻力风轮2通过第三阻力风轮轴17和阻力风轮增速装置 3与阻力风轮发电机5相连,升力风轮1通过第一联轴器13、第二联轴器12和第三联轴器 10与升力风轮发电机9相连。这时不仅升力风轮1发电,与之脱开的阻力风轮2也能发电。 两者共同发电,实现能量的最大化收集(这一点与公开的专利号为ZL200920254644. 8的实用新型专利明显不同,在该专利中描述的风力机,当阻力风轮与升力风轮脱开后,阻力风轮独自空转,能量不能收集)。当风速过大超过安全风速时,通过本发明独特设计的超越复合机构15,升力风轮1和阻力风轮2可以再次结合,一起转动。在这种情况下,借助于阻力风轮2特有的低速运行特性,可以控制升力风轮1的转速,使其转速降低,运行在安全转速范围内,保护风力发电机不被强风破坏,并且在较大的风速下安全运行(这一点与已经公开的专利号为ZL200920254644.8的实用新型专利不同,该专利选用的用来连接升力风轮和阻力风轮的联结器是普通的超越离合器,只有在风速减小时,升力风轮的转速降低时,才能与阻力风轮再次结合,不具备在较大的风速下,升力风轮处于高转速时,可以与阻力风轮再次结合的功能。
[0043] 此外,专利号为ZL2009202M644. 8提供了一种升阻复合方式的风力发电机,该发电机启动后,阻力风轮空转收集到的能量无法利用。与之相比,本发明设计的基于超越复合机构的升、阻复合方式,不仅满足了升、阻风轮的启动性、高效性,而且设计双传动、双发电系统,一改传统风力发电机单发电系统的束缚,实现能量利用的最大化。其中第三升力轮轴 16的下端通过第三联轴器10与升力风轮发电机9连接,将升力风轮1收集风能转化为电能。第三阻力风轮轴17带动轴中轴传动装置11传动,并通过第四联轴器4与阻力风轮发电机5连接,将阻力风轮2收集到的风能转化为电能,同时将两台发电机的电能送到整流控制器6进行整流稳压后,在传输到储能设备7进行充电。

Claims (6)

1. 一种基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,其特征在于:所述升阻型垂直轴风力发电机包括升力风轮(1)、阻力风轮O)、超越复合机构(15)、轴中轴传动装置(11)、 阻力风轮增速装置(3)、升力风轮发电机(9)、阻力风轮发电机(5)、整流控制器(6)、储能装置(7)、第一联轴器(13)、第二联轴器(12)、第三联轴器(10)、第四联轴器0)、第一滚动轴承(14)、第一阻力风轮轴(20)、第二阻力风轮轴(21)、第一升力风轮轴(18)、第二升力风轮轴(30)和固定支座(8);第一阻力风轮轴00)和第二阻力风轮轴均设有中空腔, 阻力风轮(2)安装在第二阻力风轮轴上,第二阻力风轮轴的中空腔内装有第二升力风轮轴(30),第二阻力风轮轴与第二升力风轮轴(30)同轴设置,第二升力风轮轴(30)的上端通过第一联轴器(1¾与第一升力风轮轴(18)的下端连接,第一升力风轮轴 (18)的上端安装有升力风轮(1),第一升力风轮轴(18)装在第一阻力风轮轴OO)的中空腔内,第一升力风轮轴(18)与第一阻力风轮轴OO)同轴设置,第一升力风轮轴(18)上装有第一滚动轴承(14),且第一滚动轴承(14)装在第一阻力风轮轴OO)的中空腔内,第一升力风轮轴(18)与第一阻力风轮轴OO)之间固装有超越复合机构(15),且超越复合机构(15)置于第一滚动轴承(14)的上方,第一阻力风轮轴OO)与阻力风轮(2)连接,第二升力风轮轴(30)的下端通过第二联轴器(1¾与轴中轴传动装置(11)中的第三升力风轮轴(16)的上端连接,该第三升力风轮轴(16)的下端通过第三联轴器(10)与升力风轮发电机 (9)连接,轴中轴传动装置(11)中的第三阻力风轮轴(17)的上端与阻力风轮(2)连接,阻力风轮增速装置C3)中的大传动轮固装在所述第三阻力风轮轴(17)上,阻力风轮增速装置 (3)中的小传动轮轴(31)的下端通过第四联轴器(4)与阻力风轮发电机(5)连接,轴中轴传动装置(11)位于阻力风轮增速装置(3)与第三联轴器(10)之间,阻力风轮发电机(5)的交流信号输出端与整流控制器(6)的第一交流信号输入端连接,升力风轮发电机(9)的交流信号输出端与整流控制器(6)的第二交流信号输入端连接,整流控制器(6)的直流信号输出端与储能装置(7)的信号输入端连接;所述升力风轮发电机(9)、阻力风轮发电机(5)、 整流控制器(6)和储能装置(7)均安装在固定支座(8)上。
2.根据权利要求1所述基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,其特征在于: 所述超越复合机构(15)包括结合机构、分离机构、外套(32)和内套(33);所述内套(33) 套装在第一升力风轮轴(18)上,内套(3¾与第一升力风轮轴(18)连接,外套(3¾套装在内套(33)上,外套(32)设置在第一阻力风轮轴OO)的中空腔内,外套(32)与第一阻力风轮轴OO)连接;分离机构包括两个滚珠(34)和两个第一弹簧(35),内套(3¾的外侧壁上设有两个缺口(36),两个缺口(36)相对于内套(3¾的中心线对称设置,每个缺口(36) 处设置有一个滚珠(34)和一个第一弹簧(35),每个第一弹簧(3¾的一端与相对应的滚珠 (34)连接,每个第一弹簧(35)的另一端与内套(33)连接;结合机构包括至少四个第二弹簧(37)和至少四个摩擦滑块(38),内套(3¾的外侧壁上加工有至少四个滑块槽(39),至少四个滑块槽(39)相对于内套(33)的中心线对称设置,至少四个滑块槽(39)设置在两个缺口(36)的上方,每个滑块槽(39)内设置有一个第二弹簧(37)和一个摩擦滑块(38),每个第二弹簧(37)的一端与相对应的摩擦滑块(38)连接,每个第二弹簧(37)的另一端与内套(33)连接。
3.根据权利要求2所述基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,其特征在于: 所述滑块槽(39)的数量为4〜8个。
4.根据权利要求1、2或3所述基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,其特征在于:所述阻力风轮增速装置C3)包括大传动轮、小传动轮、中间传动轮、小传动轮轴(31)、 中间传动轮轴GO)和壳体;大传动轮为大传动齿轮(42),小传动轮为小传动齿轮 (43),中间传动轮为中间传动齿轮(44),大传动齿轮(42)、小传动齿轮和中间传动齿轮G4)均设置在壳体Gl)内,中间传动轮轴GO)置于第三阻力风轮轴(17)与小传动轮轴(31)之间,中间传动轮轴GO)及小传动轮轴(31)均与壳体Gl)转动连接,中间传动轮轴GO)上固装有中间传动齿轮(44),大传动齿轮0¾与中间传动齿轮G4)啮合,中间传动齿轮G4)与小传动齿轮03)啮合,小传动齿轮03)固装在小传动轮轴(31)上。
5.根据权利要求1、2或3所述基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,其特征在于:所述阻力风轮增速装置C3)包括大传动轮、小传动轮、小传动轮轴(31)、传动带05) 和壳体Gl);大传动轮为大传动带轮(46),小传动轮为小传动带轮(47),大传动带轮06) 和小传动带轮G7)均设置在壳体Gl)内,小传动带轮G7)固定装在小传动轮轴(31)上, 小传动轮轴(31)与壳体Gl)转动连接,大传动带轮G6)和小传动带轮07)通过传动带 (45)连接。
6.根据权利要求1、2或3所述基于超越复合机构的升阻型垂直轴风力发电机,其特征在于:所述轴中轴传动装置(11)包括第三升力风轮轴(16)、第三阻力风轮轴(17)、两个第二滚动轴承(48)、轴承座(M)、上部固定轴承(25)、下部固定轴承(沈)、大端盖、2Τ)和下端盖08);第三阻力风轮轴(17)设有中空腔,第三升力风轮轴(16)设置在第三阻力风轮轴(17)的中空腔内,且第三升力风轮轴(16)的两端置于第三阻力风轮轴(17)的外部,第三升力风轮轴(16)与第三阻力风轮轴(17)同轴设置,第三阻力风轮轴(17)的下端置于轴承座04)内,第三阻力风轮轴(17)的外圆柱面通过一对第二滚动轴承G8)(优先选择圆锥滚子轴承)支承在轴承座04)内(可以自行转动),第三升力风轮轴(16)与第三阻力风轮轴(17)的上端之间安装有上部固定轴承(25),小端盖08)设有中心轴承孔,第三升力风轮轴(16)的下端通过下部固定轴承06)与小端盖08)的中心轴承孔的内壁转动连接,小端盖08)与大端盖07)连接,大端盖07)与轴承座04)连接。
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