CN102900626A - 用于风力机的机头以及包括该机头的风力机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风力机的机头和包括该机头的风力机。这种机头包括机舱、多个差速器和多个可控制动器。在所述差速器中，第一半轴由机舱可转动地支承并一体地形成有传动装置，用于向机头下方传递动力；第二半轴由所述机舱可转动地支承并由可控制动器选择性制动；壳体上一体地形成有能够在风力作用下转动齿轮。根本本发明，机头中不再有发电机，从而简化了机头的结构，减轻的机头重量，减少了机头的维护成本。而且，由于从风轮接收的风能在机头中被分配给多个差速器，为实现对风能的精细控制提供的可能性，同时也可以降低每个差速器的传动路径上的风能峰值，以减小对发电机等其他设备的冲击。

Description

用于风力机的机头以及包括该机头的风力机

技术领域

本发明涉及一种用于风力机的机头和包括这种机头的风力机。 

背景技术

人类对于能源日益增长的需求和生态环境日渐恶化的趋势之间的矛盾，使得如何实现能源的可持续利用和开发成为全世界都在关注的问题。风能作为优良的清洁能源，受到了世界各国的重视。 

目前使用的风力发电机包括风轮、机械传动系统和发电机。风轮在风力的作用下旋转，所获得的动能经机械传动系统传递给发电机，由发电机将动能转换为电能。机械传动系统和发电机被封装在一个机舱中，然后通过转动支承装置安装在塔架顶部，构成了风力发电机的机头。机头，特别是大中型风力发电机的机头，其重量非常大，可以达到数十吨到几百吨。因此，对转动支承装置的要求极高，造成了转动支承装置的制造成本高昂。沉重的机头需要专门的机械测风和对风装置，进一步增加了机头的体积、重量和结构复杂性。机头的重量和体积给运输和安装也带来了诸多的困难。另外，因为发电机装在随风摆转的机舱中，用于向外输送电力的电缆可能会发生扭绞的现象，所以，风力发电机还需要安装相应的解缆和扭缆保护装置。 

另外，在传统的风力发电机中，都是对风轮接收的全部风能进行传递和处理。然而，由于风能的不稳定性，特别是风力较大时，传动设备和发电机会受到极大的冲击。 

发明内容

为了简化机头结构，更有效地利用风能并减少对相关设备的冲击，本发明一方面提供了一种用于风力机的机头。这种机头包括机舱、多个差速器和多个可控制动器。所述多个差速器设置在所述机舱内，每一个差速器都包括：第一半轴，由所述机舱可转动地支承，在所述第一半轴上一体地形成有传动装置，用于向所述机头下方传递动力；第二半轴，由所述机舱可转动地支承；壳体，在所述壳体上一体地形成有齿轮，所述齿轮能够在风力作用下转动。所述多个可控制动器用于选择性制动所述多个差速器中至少一部分差速器的第二半轴，同时释放其它差速器的第二半轴。 

优选地，所述多个第一差速器的壳体上的齿轮组成齿轮传动系，所述齿轮传动系能够接收并将风能传递给所述多个差速器。 

优选地，所述多个可控制动装置分别对应于所述多个差速器，每一个所述可控制动器选择性制动相应一个差速器的第二半轴。 

本发明另一方面还提供了一种风力机，包括塔架和安装在塔架上端的机头。所述机头包括可摆转地支承在所述塔架上的机舱、由所述机舱可转动地支承并能够接受风力而转动的风轮、多个第一差速器和多个第一可控制动器。所述多个第一差速器设置在所述机舱内，每一个第一差速器都包括：第一半轴，由所述机舱可转动地支承，在所述第一半轴上一体地形成有上传动装置，用于向所述机头下方传递动力；第二半轴，由所述机舱可转动地支承；第一壳体，在所述第一壳体上一体地形成有齿轮，所述多个第一差速器的齿轮组成第一齿轮传动系，用于从所述风轮接收风能并将风能传递给所述多个第一差速器。所述多个第一可控制动器，用于选择性制动所述多个第一差速器中至少一部分差速器的第二半轴，同时释放其它第一差速器的第二半轴。 

所述风力机还可以包括多个第一下传动装置、多个动力输出装置、多个第一蓄能装置和多个第一切换机构。所述多个第一下传动装置设置在所述机头下方的塔架的预定位置处，分别对应于所述多个第一差速器的上传动装置，所述第一下传动装置与相应的所述上 传动装置相连。所述多个动力输出装置分别对应于所述多个第一下传动装置。所述多个第一蓄能装置分别对应于所述多个第一下传动装置，用于分别存储所述多个第一下传动装置接收的能量。所述多个第一切换机构分别对应于所述多个第一蓄能装置，所述第一切换机构用于将所述第一蓄能装置选择性地经所述第一下传动装置连接到所述第一差速器和所述动力输出装置。 

优选地，所述第一切换机构可以包括第二差速器和第二可控制动器。所述第二差速器设置在所述机头下方的塔架的预定位置处，分别对应于所述多个第一差速器，所述第二差速器包括：可转动地支承的第三半轴，在所述第三半轴上一体地形成有所述第一下传动装置；可转动地支承的第四半轴；第二壳体，所述第二壳体上一体地形成有齿轮，构成所述动力输出装置。所述第二可控制动器用于选择性制动所述第二差速器的第四半轴。 

优选地，所述上传动装置可以上缆索鼓，所述第一下传动装置是下缆索鼓，所述上缆索鼓和所述下缆索鼓之间通过缠绕在二者上面的缆索连接。在所述第二差速器的第三半轴上可以一体地形成有第二下缆索鼓。 

所述第一蓄能装置可以是重物蓄能装置，包括重物、滑轮和重物索，所述重物索一端固定与所述重物，另一端经所述滑轮缠绕在所述第二下缆索鼓上。所述重物索在所述第二下缆索鼓的缠绕方式和所述缆索在所述上缆索鼓、所述第一下缆索鼓的缠绕方式被构造为，当所述第一半轴沿第一方向转动驱动所述第三半轴转动时，提升所述重物；当所述重物下落时，所述第三半轴驱动所述第一半轴沿第二方向转动，所述第二方向与第一方向相反。所述重物索在所述第二下缆索鼓的缠绕方向和所述缆索在所述上缆索鼓、所述第一下缆索鼓的缠绕方向相反。 

根据本发明的风力机还可以包括多个第二蓄能装置，分别对应于所述多个第一蓄能装置，其中，所述第一蓄能装置和所述第二蓄能装置之间设置有第二切换机构，用于选择性地切断和接通所述第 一蓄能装置和所述第二蓄能装置之间的连接。 

所述第二切换机构可以包括第三差速器和第三可控制动装置。所述第三差速器包括与所述第一蓄能装置相连的可转动地支承的第五半轴、可转动地支承的第六半轴和第三壳体。所述第三可控制动装置用于选择性地制动所述第六半轴和所述第三壳体中的一个。其中，所述第二蓄能装置与所述第六半轴和所述第三壳体中的另一个相连。 

优选地，所述第二蓄能装置可以是包括飞轮的飞轮蓄能装置，所述飞轮一体形成于所述第六半轴和所述第三壳体中的另一个上。 

根据本发明，机头中不再安装有发电机，发电机可以安装在塔架的预定位置(包括地面)上，从而大大地简化了机头的结构，减轻的机头重量，减少了机头的维护成本。而且，由于从风轮接收的风能在机头中被分配给多个差速器，为实现对风能的精细控制提供的可能性，同时也可以降低每个差速器的传动路径上的风能峰值，以减小对发电机等其他设备的冲击。 

附图说明

图1是根据本发明一种实施方式的风力机的示意图。 

图2是根据本发明一种实施方式的风力机的原理示意图。 

图3是用于本发明中的一种差速器示意性剖视图。 

具体实施方式

如图1所示，根据本发明一种实施方式的风力机包括机头和塔架2。机头包括风轮3和机舱1。风轮2由机舱1可转动地支承，用于接收风能而转动。本发明不涉及对风轮的改进，本领域中已知的各种风轮都可以考虑与本发明结合使用。 

机舱1安装在塔架2的上端。为了适应风向的改变，机舱1通常是可以摆转的。在本发明中，“摆转”和“转动”是可以通用的，但是，摆转尤其是用于表示来回的、非整周的转动。 

在机舱1的摆转中心处，形成有开口，用来安装传动装置(例如下文将提到的缆索)，将风能从机头沿着塔架向下传递。可以理解，如果使用的传动装置允许一定程度的摆转，那么，该开口可以不形成在机舱1的摆转中心位置。 

参加图1和图2，在根据本发明一种实施方式的机头中，多个(两个以上)第一差速器设置在机舱1中。图2中只是以举例的方式示出两个第一差速器4和5。但是，本发明的机头可以包括更多的第一差速器，例如可以是7个。 

在本发明中，相同术语前使用的数量限定词，仅仅是为了在描述上的方便，并不表示在结构上有实质性的不同。例如，上面提到的第一差速器以及下面将要提到的第二、第三差速器都是差速器，可以具有相同的结构或者在本领域技术人员看来等同的结构。 

图3以第一差速器4为例，示意性地示出了差速器的一种结构。差速器可以使用已知的各种差速器或者差速传动机构。在图示的具体例子中，差速器4包括两个半轴(第一半轴41、第二半轴42)和壳体(第一壳体43)。差速器4还包括与第一半轴41一体形成的第一锥形齿轮403、与第二半轴42一体形成的第二锥形齿轮402、位于第一、第二锥形齿轮403、402之间并同时与这两个锥形齿轮啮合的多个行星齿轮401以及支撑这些行星齿轮401的行星齿轮架404。壳体43包围着上述构件并与行星齿轮架404一体形成。 

在壳体43作为输入端的情况下，如果第一半轴41和第二半轴42上的载荷大致相同，那么，两个半轴以大致相同的速度转动；如果第二半轴42被制动，那么，壳体43的转动传递给第一半轴41；当第二半轴42处于被释放的状态时，第一半轴41可以沿不同的方向转动。 

类似地，在第一半轴41作为输入端的情况下，通过选择性地制动和释放第二半轴43，可以控制动力在壳体43的输出。假设壳体43上有一定的负载，当第二半轴43自由转动时，第一半轴41的动力基本不向壳体43传递；当第二半轴43被制动时，第一半轴41驱 动壳体43转动。 

在本发明中使用的其他差速器也都具有相同的工作原理。 

接着参加图2。风轮3一体地形成在可转动地支承于机舱中的风轮轴31上，风轮轴31上一体地形成有风轮轴齿轮32。在本发明中，“一体地形成”指的是两个以上的部分是一个单个部件的两个部分，或者就转动而言，两个以上的部件能够象一个部件那样运动，包括两个以上部件固定地相互结合在一起。于是，当风轮3在风力作用下转动时，风轮轴齿轮32随之转动。 

第一差速器4的第一壳体43上一体形成有齿轮44(见图3)，齿轮44与风轮轴齿轮32啮合，用来接收来自风轮3的风能而使壳体43转动。齿轮44又与第一差速器5的第一壳体53上形成的齿轮54啮合，以驱动齿轮54。当有更多的第一差速器时，可以依次排列。于是，这些齿轮44和54构成了第一齿轮传动系，用来在这些第一差速器间传递和分配从风轮3接收的风能。 

在图2所示的例子中，第一差速器的第一半轴和第二半轴所在的方向(即差速器的轴线方向)相互平行并平行于风轮轴31，第一差速器4和第二差速器5从风轮轴31开始顺序向外排列。但是，本发明不限于此。在另一种实施方式中，第一差速器可以分列在风轮轴31的两侧，或者围绕着风轮轴31。在另一种实施方式中，借助于本领域已知的例如蜗轮蜗杆或者锥形齿轮等传动系，可以使得第一差速器4、5的轴线方向与风轮轴31成一定角度或者垂直。可以理解，风轮轴齿轮可以同两个以上的齿轮啮合。 

图2中附图标记46、56以及66、76、86、96是可控制动装置，例如电力、液力或气力驱动的闸钳，其能够接受控制从而选择性与一体形成在各半轴42、52、62、72、82、92上的闸片45(参见图3)、55、65、75、85、95啮合，于是对形成有闸片的各相应半轴进行制动，阻止各相应半轴的转动。当各闸钳与闸片分离时，各相应半轴被释放而可以自由转动。本发明不涉及对制动装置的改进，本领域技术人员已知的各种可以受到控制的制动装置都可以考虑用来对相 关半轴进行选择性的制动。 

另外，虽然在图2所示的实施例中，第一差速器4、5的每一个第二半轴42和52都对应着单独的可控制动装置46、56，但是，本发明不限于此。在一种替换实施方式中，多个可控制动装置可以不分别与多个第一差速器相对应，而是这些可控制动装置可以选择性制动一部分第二差速器的第二半轴，同时释放其它第二差速器的第二半轴。例如，第二半轴42和52可以共用一个可控的闸钳，当该闸钳被移动到半轴42一侧时，制动半轴42同时释放半轴52；反之，当该闸钳被移动到半轴52一侧时，制动半轴52同时释放半轴42。 

在机头下方的塔架2的预定位置处，优选地是在地面上，与多个第一差速器相对应地设置多个第二差速器。如图2所示，两个第二差速器6、7按照第一差速器4、5的相同方式排列，即第二差速器6和7的轴线方向平行，第二壳体63、73上的齿轮64、74相互啮合，构成第二齿轮传动系，第二差速器6、7的两个半轴(第三半轴61、71和第四半轴62、72)可转动地被支承预定位置处。与第二半轴42和52的情况相似，第四半轴62和72可以被第二可控制动装置66、76选择性地制动。 

本发明的机头不包括发电机。发电机安装在塔架的预定位置(包括地面)上，通过能够向下传递动力的下行传动系统接收风能。因此，本发明的机头能够避免传统机头由于设有发电机而带来的结构复杂、重量大、维护成本高的问题。2010年6月9日授权公告的名称为“水平轴式风力机”的中国发明专利第200920179133.4号、2010年11月15日申请的、2011年3月30日授权公告的名称为“转轴组件”的中国发明专利第201020520229.5号、发明名称为“联结器组件和动力传递系统以及风力机和风力发电机”的中国专利申请第201010550558.9号、2011年3月29日申请的、发明名称为“风力发电机”的中国专利申请第20111008337.X公开了能够向下传递风能的下行动力传递系统。这些文献的相关内容通过引用结合在本发明中。 

为了区别于传统的机头中含有发电机的风力发电机，在本发明中，机头和塔架构成的设备称为“风力机”。 

第一差速器4和5的第一半轴41和51上一体形成有上传动装置，用于将第一半轴41和51的转动动能向下传递。在第三半轴61和71上一体地形成有第一下传动装置，用于接收来自上传动装置的能量。 

在图1和图2所示的根据本发明的一种优选实施方式中，下行动力传递系统是一种类似于卷扬机的缆索(例如钢丝绳)传动系统。在第一半轴41和51上一体形成的上传动装置分别是上缆索鼓47和57(同时参加图3)。在第三半轴61和71上一体地形成有第一下缆索鼓67和77，用作第一下传动装置。 

在本发明中，“上”、“下”是针对风力机的使用状态而言，在机头上为“上”，在机头下方为“下”。 

缆索10和11以相同方式分别缠绕在上缆索鼓57和下缆索鼓67以及上缆索鼓47和下缆索鼓77上。 

下面，基于第二差速器6描述可以同本发明的机头结合使用的蓄能装置。 

每一个第二差速器都对应着一个第一蓄能装置。在第二差速器6的第三半轴61上，除了第一下传动装置(下缆索鼓)67外，还一体地形成有第二下传动装置68。在图示的具体实施例中，第一蓄能装置是作为一种势能蓄能装置的重物蓄能装置，包括重物14、重物索12、滑轮20。与此相应地，第二下传动装置68可以是缆索鼓(第二下缆索鼓)68。重物索12一端固定到重物14上，另一端绕过滑轮20缠绕在第二下缆索鼓68上。，使得当第一半轴51沿第一方向转动驱动第三半轴61转动时，提升重物14；当重物14下落时，第三半轴61驱动第一半轴51沿第二方向转动，第二方向与第一方向相反。重物索12可以以与缆索11相反的方向缠绕在第二下缆索鼓67上，或者，通过加惰轮一与缆索11相同的方向缠绕在第二下缆索鼓67上。 

本领域技术人员应该明白，图示的重物蓄能装置仅仅是用于说明的目的，根据具体的现场情况和设计要求，重物蓄能装置可以有各种不同的形式，包括各种不同的滑轮结构(或滑轮组)。 

基于第二差速器7的第一蓄能装置，与上面描述的蓄能装置具有相同的结构。重物索13一端固定在到重物15上，另一端绕过滑轮21缠绕在第二下缆索鼓78上。 

接下来，参照图2描述根据本发明的机头和风力机的工作原理。 

风轮3接收风能而转动，通过风轮轴31和风轮轴齿轮32驱动第一齿轮传动系(44，54)，将风能传向并分配给多个第一差速器4、5。根据多个第一蓄能装置存储能量还是释放能量的要求，可以对第一可控制动装置46、56和第二可控制动装置66、76进行控制。 

如果两个第一蓄能装置都需要蓄能，那么，控制两个第一制动装置46、56制动两个第二半轴42、52，同时，控制两个第二制动装置66、76释放两个第四半轴62、72。这时，两个第一差速器4、5所接收的风能分别驱动两个第一半轴41、51转动，将缆索10和11从第一下缆索鼓67和77卷绕在上缆索鼓47和57上，带动两个第二差速器6、7的第三半轴61、71转动，于是将风能向下传递给第三半轴61、71。第三半轴61、71转动时，将重物索12、13卷绕在第二下缆索鼓67、77上，提升重物14、15，从而将风能转化为重物势能。 

在第一蓄能装置的蓄能过程中，因为第四半轴62、72能够自由转动，而第二齿轮传动系(64，74)因为驱动发电机(包括同频同步装置或其他的蓄能装置)以及来自其他第三半轴的驱动力不同步通常会有一定的负载，所以，风能几乎不传向由第二壳体上的齿轮64、74构成的第二齿轮系。 

如果需要释放两个蓄能装置存储的能量，那么，控制第一制动装置46、56释放两个第二半轴42、52，同时控制第二制动装置66、76制动两个第四半轴62、72。 

以第一差速器4为例。由于第一半轴42能够自由转动，所以， 第一差速器4所获得的风能不会驱动第一半轴41转动。不仅如此，当第一蓄能装置释放能量时，即重物15下落时，经第二下传动装置78带动第三半轴71以与蓄能时相反的方向转动，导致第一下缆索鼓77将缠绕在上缆索鼓47的缆索11重新卷绕在第一下缆索鼓77上，并带动第一半轴41以与输出动能时相反的方向转动。因为缆索11被绕回到第一下缆索鼓77上，所以，为第一差速器4再次向第一蓄能装置蓄能做好了准备。 

基于第二差速器7的第一蓄能装置释能时，缆索10同样地被重新卷绕在第一下缆索鼓67，为第一差速器5再次向第一蓄能装置蓄能做好准备。 

另一方面，两个第三半轴61和71同时驱动第二齿轮传动系，并受到来自第二齿轮传动系的负载的阻力或反作用力。不同的第三半轴所受到的阻力可能相同，也可能不同。这些阻力将作用在重物14、15上，自动地调整重物的下落速度。结果，第二齿轮传动系能够提供相当平稳的动力输出。 

如果例如基于第二差速器6的第一蓄能装置需要存储能量，而基于第二差速器7的第一蓄能装置需要释放能量，那么，控制第一制动装置56和第二制动装置76分别制动第二半轴52和第四半轴72，同时，控制第一制动装置46和第二制动装置66分别释放第二半轴42和第四半轴62。这时，第一差速器5获得的动能通过第一半轴51的转动传递给第二差速器6的第三半轴61，经第二下传动装置68提升重物14蓄能；重物15下落而释放的能量带动第三半轴71以与蓄能时相反的方向转动，在为下一次蓄能做好准备的同时，驱动第二齿轮系(64、74)，平稳地向外输出能量，供给发电机或者其他设备。 

本领域技术人员可以理解，当一些差速器共用一个可控制动器时，在这些差速器中，只能是一部分差速器和另一部分差速器交替地工作在蓄能和释能的情形，不能同时蓄能或者释能。然而，这种情形是一种特别有利于平稳利用风能的方式。 

根据本发明，由于风能被首先被例如转化为重物的势能，所以，能够减少直接使用风能时对发电机和其他设备的冲击。另外，通过使用多个差速器和蓄能单元，将接受的风能分成多份，不仅进一步减小了风能造成的冲击，而且能够提高能量存储密度，可以实现对风能进行精细控制和利用，有利于将风能在用来发电之前就转化为相当平稳和持续的动力。 

作为本发明进一步优选的方式，还可以包括第二蓄能装置，用于进一步提高能量存储密度，同时还能够进一步提高吸收风能冲击的能力，有利于获得更加平稳、持续的动力输出。第二蓄能装置可以与第一蓄能装置相同，也可以不同。 

在图示实施例中，第二蓄能装置是作为一种惯性蓄能装置的飞轮蓄能装置，包括飞轮。下面以第二差速器6为例，说明第二蓄能装置和第一蓄能装置的关系。 

本发明还包括第三差速器8，第三差速器8与第一、二差速器类似，同样包括两个半轴(第五半轴81和第六半轴82)和壳体(第三壳体83)。 

第五半轴81可以同第二差速器6的第三半轴61一体形成，以在给第一蓄能装置14蓄能的同时，给飞轮16蓄能。第六半轴82可转动地支承在塔架的预定位置(优选为地面)，并由第三可控制动装置86选择性地制动。飞轮16一体地形成在第三壳体83上。 

当第一蓄能装置释能时以及不需要给飞轮蓄能时，控制第三制动装置86释放第六半轴。当在给第一蓄能装置蓄能的过程中，如果例如风能过大，第五半轴81的转速高于飞轮的蓄能速度，则控制第三制动装置86制动第六半轴，这时，第五半轴向飞轮16传递能量；如果风力不足以给第一蓄能装置蓄能，即第五半轴81的转速低于飞轮的蓄能速度，则仍然控制第三制动装置86制动第六半轴，这时，飞轮16向第五半轴81传递能量，保持或者提高第五半轴81的转速，而对第一蓄能装置蓄能。 

上面虽然参照图示的具体实施方式描述的本发明的原理，但是， 这些内容不应理解为对本发明保护范围的限制。例如，第二差速器和第三差速器实际上起到的是切换机构的作用。其中，第一蓄能装置通过切换机构选择性地与第一差速器和由齿轮64等构成的动力输出装置连接。当第一蓄能装置与第一差速器相连时，第一蓄能装置从第一差速器接收能量，进行蓄能操作；当第一蓄能装置与动力输出装置相连时，第一蓄能装置向动力输出装置输出能量，进行释能操作。第二蓄能装置通过切换机构选择性地与第一蓄能装置连接或者断开。当第一蓄能装置和第二蓄能装置断开时，二者各自独立地工作；当两个蓄能装置连接时，根据二者能量的差异，决定能量在二者之间的流动方向。本领域技术人员已知的例如滑键离合装置，可以作用本发明的切换机构。 

另外，基于本发明的教导，还可以例如将飞轮一体形成在第六半轴上，同时，第三可控制动装置选择性制动第三差速器的壳体。还可以进一步想到，在飞轮和相应的连接端(壳体或半轴)之间可以设置变速器。 

本发明的保护范围仅由权利要求限定。得益于本发明的教导，本领域技术人员在不超出本发明保护范围的情况下可以根据具体情况对本发明做出各种变型、修改或者替换，这些变型、修改或者替换落入本发明的保护范围。 

Claims (17)

1.一种用于风力机的机头，包括：

机舱；

多个差速器，设置在所述机舱内，每一个差速器都包括：

第一半轴，由所述机舱可转动地支承，在所述第一半轴上一体地形成有传动装置，用于向所述机头下方传递动力，

第二半轴，由所述机舱可转动地支承，

壳体，在所述壳体上一体地形成有齿轮，所述齿轮能够在风力作用下转动；

多个可控制动器，用于选择性制动所述多个差速器中至少一部分差速器的第二半轴，同时释放其它差速器的第二半轴。

2.如权利要求1所述的机头，其特征在于，所述多个第一差速器的壳体上的齿轮组成齿轮传动系，所述齿轮传动系能够接收并将风能传递给所述多个差速器。

3.如权利要求1所述的机头，其特征在于，所述多个可控制动装置分别对应于所述多个差速器，每一个所述可控制动器选择性制动相应一个差速器的第二半轴。

4.如权利要求1所述的机头，其特征在于，每一个所述差速器的第一半轴和第二半轴所在的方向为所述差速器的轴线方向，所述多个差速器的轴线方向平行。

5.一种风力机，包括塔架和安装在塔架上端的机头，其特征在于，所述机头包括：

机舱，可摆转地支承在所述塔架上；

风轮，由所述机舱可转动地支承，能够接受风力而转动；

多个第一差速器，设置在所述机舱内，每一个第一差速器都包括：

第一半轴，由所述机舱可转动地支承，在所述第一半轴上一体地形成有上传动装置，用于向所述机头下方传递动力，

第二半轴，由所述机舱可转动地支承，

第一壳体，在所述第一壳体上一体地形成有齿轮，所述多个第一差速器的齿轮组成第一齿轮传动系，用于从所述风轮接收风能并将风能传递给所述多个第一差速器；

多个第一可控制动器，用于选择性制动所述多个第一差速器中至少一部分差速器的第二半轴，同时释放其它第一差速器的第二半轴。

6.如权利要求5所述的风力机，其特征在于，所述多个第一可控制动装置分别对应于所述多个第一差速器，每一个所述第一可控制动器选择性制动相应一个第一差速器的第二半轴。

7.如权利要求5所述的风力机，其特征在于，还包括：

多个第一下传动装置，设置在所述机头下方的塔架的预定位置处，分别对应于所述多个第一差速器的上传动装置，所述第一下传动装置与相应的所述上传动装置相连；

多个动力输出装置，分别对应于所述多个第一下传动装置；

多个第一蓄能装置，分别对应于所述多个第一下传动装置，用于分别存储所述多个第一下传动装置接收的能量；

多个第一切换机构，分别对应于所述多个第一蓄能装置，所述第一切换机构用于将所述第一蓄能装置选择性地经所述第一下传动装置连接到所述第一差速器和所述动力输出装置。

8.如权利要求7所述的风力机，其特征在于，所述第一切换机构包括：

第二差速器，设置在所述机头下方的塔架的预定位置处，分别对应于所述多个第一差速器，所述第二差速器包括：

可转动地支承的第三半轴，在所述第三半轴上一体地形成有所述第一下传动装置，

可转动地支承的第四半轴，

第二壳体，所述第二壳体上一体地形成有齿轮，构成所述动力输出装置；

第二可控制动器，用于选择性制动所述第二差速器的第四半轴。

9.如权利要求8所述的风力机，其特征在于，所述上传动装置是上缆索鼓，所述第一下传动装置是下缆索鼓，所述上缆索鼓和所述下缆索鼓之间通过缠绕在二者上面的缆索连接。

10.如权利要求9所述的风力机，其特征在于，

在所述第二差速器的第三半轴上一体地形成有第二下缆索鼓，

所述第一蓄能装置是重物蓄能装置，包括重物、滑轮和重物索，所述重物索一端固定与所述重物，另一端经所述滑轮缠绕在所述第二下缆索鼓上，

其中，所述重物索在所述第二下缆索鼓的缠绕方式和所述缆索在所述上缆索鼓、所述第一下缆索鼓的缠绕方式被构造为，当所述第一半轴沿第一方向转动驱动所述第三半轴转动时，提升所述重物；当所述重物下落时，所述第三半轴驱动所述第一半轴沿第二方向转动，所述第二方向与第一方向相反。

11.如权利要求10所述的风力机，其特征在于，所述重物索在所述第二下缆索鼓的缠绕方向和所述缆索在所述上缆索鼓、所述第一下缆索鼓的缠绕方向相反。

12.如权利要求7所述的风力机，其特征在于，还包括多个第二蓄能装置，分别对应于所述多个第一蓄能装置，其中，所述第一蓄能装置和所述第二蓄能装置之间设置有第二切换机构，用于选择性地切断和接通所述第一蓄能装置和所述第二蓄能装置之间的连接。

13.如权利要求12所述的风力机，其特征在于，所述第二切换机构包括：

第三差速器，所述第三差速器包括：与所述第一蓄能装置相连的可转动地支承的第五半轴、可转动地支承的第六半轴和第三壳体；

第三可控制动装置，用于选择性地制动所述第六半轴和所述第三壳体中的一个，

其中，所述第二蓄能装置与所述第六半轴和所述第三壳体中的另一个相连。

14.如权利要求13所述的风力机，其特征在于，所述第二蓄能装置是包括飞轮的飞轮蓄能装置，所述飞轮一体形成于所述第六半轴和所述第三壳体中的另一个上。

15.一种风力机，包括塔架和机头，其特征在于，所述机头包括：

机舱，可摆转地支承在所述塔架的上端，在所述机舱的摆转中心处形成有供缆索通过的缆索开口；

风轮，由所述机舱可转动地支承，能够接受风力而转动；

多个第一差速器，设置在所述机舱内，每一个第一差速器都包括：

第一半轴，由所述机舱可转动地支承，在所述第一半轴上一体地形成有上缆索鼓，

第二半轴，由所述机舱可转动地支承，

第一壳体，在所述第一壳体上一体地形成有齿轮，所述多个第一差速器的齿轮组成第一齿轮传动系，所述第一齿轮传动系能够从所述风轮接收风能并将风能传递给所述多个第一差速器；

多个第一可控制动器，分别对应于所述多个第一差速器，所述第一可控制动器选择性制动相应的所述第一差速器的第二半轴；

多个第二差速器，设置在机头下方的塔架的预定位置处，分别对应于所述多个第一差速器，每一个第二差速器都包括：

可转动地支承的第三半轴，在所述第三半轴上一体地形成有第一下缆索鼓和第二下缆索鼓，

可转动地支承的第四半轴，

第二壳体，所述第二壳体上一体地形成有齿轮，所述多个第二差速器的第二壳体上的齿轮构成第二齿轮传动系，用于输出动力；

多个第二可控制动器，分别对应于所述多个第二差速器，所述第二可控制动器选择性制动相应的所述第二差速器的第四半轴；

多个重物蓄能装置，分别对应于所述多个第二差速器，每一个重物蓄能装置都包括重物、滑轮和重物索，

其中，在所述第一下缆索鼓和所述上缆索鼓之间沿一个方向缠绕有缆索，

所述重物索一端固定与于所述重物，另一端经所述滑轮沿与所述一个方向相反的方向缠绕在所述第二下缆索鼓上。

16.如权利要求15所述的风力机，其特征在于，还包括：

多个包括飞轮的飞轮蓄能装置，分别对应于所述多个第二差速器；

多个第三差速器，分别对应于所述多个第二差速器，每一个第三差速器都包括：

可转动地支承的第五半轴，与所述第四半轴一体形成，

可转动地支承的第六半轴，

第三壳体，所述飞轮一体形成在所述第三壳体上；

多个第三可控制动装置，分别对应于所述多个第三差速器，所述第三可控制动装置用于选择性地制动相应的所述第三差速器的第六半轴。

17.如权利要求15所述的风力机，其特征在于，还包括：

多个包括飞轮的飞轮蓄能装置，分别对应于所述多个第二差速器；

多个第三差速器，分别对应于所述多个第二差速器，每一个第三差速器都包括：

可转动地支承的第五半轴，与所述第四半轴一体形成，

可转动地支承的第六半轴，所述飞轮一体形成在所述第六半轴上，

第三壳体；

多个第三可控制动装置，分别对应于所述多个第三差速器，所述第三可控制动装置用于选择性地制动相应的所述第三差速器的第三壳体。

Images