CN103362749A - 一种风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机，包括机舱和塔筒，连接机舱的电缆线的底端固定在塔筒的马鞍桥上，电缆线的竖直部分设置至少一个固定盘，固定盘具有内圈和外圈，内圈和外圈二者之一具有电缆线孔，另一者通过固定装置将固定盘安装在塔筒内的预定高度，电缆线孔与固定装置能够相对转动。风力发电机的机舱随着风向变化而转动，电缆线也随着机舱的转动而转动，电缆线随着机舱转动的过程中，安装固定盘的固定装置与固定盘的电缆线孔相对转动，不限制电缆线的转动，电缆线的竖直部分产生扭转，减小了马鞍桥以上较短的一部分电缆线的扭转程度，减小了此处电缆线所受的扭矩，提高了电缆线的使用寿命。

Description

一种风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风力发电机。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。风力发电是一种取之不尽用之不竭的清洁无污染能源，是当前世界经济开发规模最大的新能源。

风力发电是把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能。其原理是利用风带动风轮叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升来促使发电机发电。

风力发电机的风轮包括至少两只叶片，当风吹向所述叶片时，气动力驱动所述风轮转动。由于自然界风的速度和方向是不断变化的，所述风力发电机在工作过程中，需要不断地跟踪调整所述叶片迎风面的夹角，以完成最佳的风能捕获及功率控制。在调整过程中，要使风力发电机迎着风向才能获得最大的风能利用率，因此，风力发电机的机舱要随着风向的变化不断调整方向，确保叶片处于最佳的迎风角。

偏航系统控制机舱随着风向的变化调整方向，在偏航过程中，机舱随着风向既可顺时针旋转也可逆时针旋转。

请参考图1，图1为一种典型的风力发电机的机舱内电缆线垂吊形式示意图。

机舱1安装在塔筒2的顶端，连接机舱1的电缆线3垂吊在塔筒2内部，电缆线3的另一端固定在塔筒2的马鞍桥5上，所述电缆线3的竖直部分至少设置一个线路固定环4。

多个线路固定环4吊装在预定高度，机舱1转动时，线路固定环4和电缆线3的竖直部分将同步转动，如果将电缆线3的竖直部分看做圆柱体，则此圆柱体转动过程中不产生扭转变形，只有电缆线3下端、马鞍桥5以上较短的一部分电缆线3发生扭转。机舱1的转动过程中，电缆线3的上端不承受扭转力矩，下端承受了很大的扭转力矩，电缆线3的下端会由于受力过大而断裂，严重影响了电缆线3的使用寿命。

因此，如何提高风力发电机电缆线的寿命，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电机，该风力发电机的电缆线具有较高的使用寿命。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种风力发电机，包括机舱和塔筒，所述机舱安装在所述塔筒顶端，连接所述机舱的电缆线的底端固定在所述塔筒的马鞍桥上，所述电缆线的竖直部分设置至少一个固定盘，所述固定盘具有内圈和外圈，所述内圈和所述外圈二者之一具有电缆线孔，另一者通过固定装置将所述固定盘安装在所述塔筒内的预定高度，所述电缆线孔与所述固定装置能够相对转动，所述电缆线穿过所述电缆线孔。

优选地，所述内圈具有所述电缆线孔，所述外圈与所述固定装置连接。

优选地，所述外圈具有圆弧形的滑轨，所述滑轨具有与其配合的滑块，所述固定装置与所述滑块连接。

优选地，所述外圈均匀设置三个所述滑轨，每个所述滑轨内具有至少一个所述滑块。

优选地，所述内圈与所述外圈能够相对转动。

优选地，所述外圈具有所述电缆线孔，所述内圈与所述固定装置连接，所述内圈与所述外圈能够相对转动。

优选地，所述电缆线孔的数量等于所述电缆线的电缆数量，所述电缆线孔在所述固定盘上的分布并呈圆形。

优选地，所述固定盘为圆盘形，多个所述固定盘均匀分布在所述电缆线的竖直部分。

优选地，所述固定装置为绳索，所述绳索将所述固定盘吊装在所述塔筒内的预定高度。

优选地，所述固定装置为固定架，所述固定架将所述固定盘安装在所述塔筒内的预定高度。

本发明提供的风力发电机，包括机舱和塔筒，连接所述机舱的电缆线的底端固定在所述塔筒的马鞍桥上，所述电缆线的竖直部分设置至少一个固定盘，所述固定盘具有内圈和外圈，所述内圈和所述外圈二者之一具有电缆线孔，另一者通过固定装置将所述固定盘安装在所述塔筒内的预定高度，所述电缆线孔与所述固定装置能够相对转动。

风力发电机的机舱会随着风向的变化而转动，与机舱连接的电缆线也随着机舱的转动而转动。电缆线的竖直部分穿过固定盘的电缆线孔，固定盘通过固定装置安装在塔筒内的预定高度，电缆线孔与固定装置能够相对转动。电缆线随着机舱转动的过程中，所述固定盘不会限制电缆线转动，电缆线的竖直部分产生扭转。如果将所述电缆线的竖直部分看做圆柱体，则圆柱体转动时自身产生了扭转变形。

机舱的转动角度一部分体现在电缆线的竖直部分，一部分体现在马鞍桥以上较短的电缆线上，电缆线的竖直部分产生扭转，减小了马鞍桥以上较短的一部分电缆线的扭转程度，此部分电缆线的受力情况得到改善，提高了电缆线的使用寿命。

一种方式中，所述内圈具有所述电缆线孔，所述外圈与所述固定装置连接。

具体的，所述外圈具有圆弧形的滑轨，所述滑轨具有与其配合的滑块，所述固定装置与所述滑块连接。

固定盘的外圈具有相配合的滑块和滑轨，滑轨呈圆弧形，滑块具有安装孔，固定装置通过滑块的安装孔安装固定盘。机舱转动时，电缆线通过电缆线孔带动固定盘转动，此时，滑块不动，滑块在滑轨内滑动，电缆线孔与固定装置相对转动，电缆线的竖直部分产生扭转，减小电缆线下端所受的扭矩。

另一种具体的方式中，所述内圈与所述外圈能够相对转动。

固定装置通过所述外圈安装所述固定盘，所述内圈与所述外圈能够相对转动，则所述内圈的电缆线孔与固定装置能够相对转动，电缆线的竖直部分能够在机舱转动时产生扭转，减小电缆线下端所受的扭矩。

另一种方式中，所述外圈具有所述电缆线孔，所述内圈与所述固定装置连接，所述内圈与所述外圈能够相对转动。

可以将电缆线孔设置在外圈，固定装置通过内圈固定所述固定盘，所述内圈与所述外圈能够相对转动，则电缆线孔和固定装置也能够相对转动，机舱转动时电缆线的竖直部分能够产生扭转，改善了电缆线下端的受力情况。

一种优选的方式中，所述电缆线孔的数量等于所述电缆线的电缆数量，所述电缆线孔在所述固定盘上的分布并呈圆形。

固定盘上可以分布与所述电缆线的电缆数量相同的电缆线孔，则每根电缆通过确定的电缆线孔。所述电缆线孔可以均匀的呈圆形的分布在所述固定盘上，所述电缆线孔的数量和分布情况还可以根据电缆线的具体情况选定。

附图说明

图1为一种典型的风力发电机的机舱内电缆线垂吊形式示意图；

图2为本发明所提供的风力发电机电缆线的固定装置一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明所提供的风力发电机的电缆线垂吊形式的一种具体实施方式示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种风力发电机，该风力发电机的电缆线具有较高的使用寿命。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供的风力发电机电缆线的固定装置一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种风力发电机，包括机舱1和塔筒2，所述机舱1安装在所述塔筒2顶端，连接所述机舱1的电缆线3的底端固定在所述塔筒2的马鞍桥5上，所述电缆线3的竖直部分设置至少一个固定盘6，所述固定盘6具有内圈61和外圈62，所述内圈61和所述外圈62二者之一具有电缆线孔64，另一者通过固定装置将所述固定盘6安装在所述塔筒2内的预定高度，所述电缆线孔64与所述固定装置能够相对转动，所述电缆线3穿过所述电缆线孔64。

风力发电机的机舱1会随着风向的变化而转动，与机舱1连接的电缆线3也随着机舱1的转动而转动。电缆线3的竖直部分穿过固定盘6的电缆线孔64，固定盘6通过固定装置安装在塔筒2内的预定高度，电缆线孔64与固定装置能够相对转动。电缆线3随着机舱1转动的过程中，所述固定盘6不会限制电缆线3转动，电缆线3的竖直部分产生扭转。如果将所述电缆线3的竖直部分看做圆柱体，则圆柱体转动时自身产生了扭转变形。

机舱1的转动角度一部分体现在电缆线3的竖直部分，一部分体现在马鞍桥5以上较短的电缆线3上，电缆线3的竖直部分产生扭转，减小了马鞍桥5以上较短的一部分电缆线3的扭转程度，此部分电缆线3的受力情况得到改善，提高了电缆线3的使用寿命。

另一种具体的实施方式中，所述内圈61具有所述电缆线孔64，所述外圈62与所述固定装置连接。

固定装置与电缆线孔64之间能够相对转动，能够使电缆线3竖直部分产生扭转的结构都可以在固定盘6上应用。

进一步具体的实施方式中，所述外圈62具有圆弧形的滑轨65，所述滑轨65具有与其配合的滑块66，所述固定装置与所述滑块66连接。

固定盘6的外圈62具有相配合的滑块66和滑轨65，滑轨65呈圆弧形，滑块66具有安装孔63，固定装置通过滑块66的安装孔63安装固定盘6。机舱1转动时，电缆线3通过电缆线孔64带动固定盘6转动，此时，滑块66不动，滑块66在滑轨65内滑动，电缆线孔64与固定装置相对转动，电缆线3的竖直部分产生扭转，减小了电缆线3下端所受的扭矩。

一种优选的方式中，所述外圈62均匀设置三个所述滑轨65，每个所述滑轨65内具有至少一个所述滑块66。

三个所述滑轨65可以共圆，则每个滑轨65内滑块66可以转动的角度约为120°，也就是说固定装置与电缆线孔64之间可以相对转动120°。

三个所述滑轨65也可以不共圆，只是三段弧线，滑块66相对于滑轨65转动的角度也不仅仅局限于120°，其他角度也是可以的。

显然，所述滑轨65的数量不仅限于三个，多于或少于三个滑轨65也可以在本发明中应用。

另一种进一步具体的实施方式中，所述内圈61与所述外圈62能够相对转动。

固定装置通过所述外圈62安装所述固定盘6，所述内圈61与所述外圈62能够相对转动，则所述内圈61的电缆线孔64与固定装置能够相对转动，电缆线3的竖直部分能够在机舱1转动时产生扭转，减小了电缆线3下端所受的扭矩。

另一种具体的实施方式中，所述外圈62具有所述电缆线孔64，所述内圈61与所述固定装置连接，所述内圈61与所述外圈62能够相对转动。

可以将电缆线孔64设置在固定盘6的外圈62，固定装置通过固定盘6的内圈61固定所述固定盘6，所述内圈61与所述外圈62能够相对转动，则电缆线孔64和固定装置也能够相对转动，机舱1转动时电缆线3的竖直部分能够产生扭转，改善了电缆线3下端的受力情况。

当然，电缆线孔64位于外圈62并且通过内圈61安装的固定盘6的结构不仅局限于上述实施例所述的情况，其他能够实现安装固定盘6的安装装置与外圈62的电缆线孔64相对转动的结构形式也可以在本发明中应用。

一种优选的实施方式中，所述电缆线孔64的数量等于所述电缆线3的电缆数量，所述电缆线孔64在所述固定盘6上的分布并呈圆形。

固定盘6上可以分布与所述电缆线3的电缆数量相同的电缆线孔64，则每根电缆通过确定的电缆线孔64。

所述电缆线孔64可以均匀的呈圆形的分布在所述固定盘6上，此结构的固定盘6在电缆线3扭转时，可以保证电缆之间有一定的距离，不会相互缠绕而造成损伤。

当然，所述电缆线孔64的数量和分布情况不仅限于上述情况，可以根据塔筒2和电缆线3的具体情况选定。

进一步优选的实施方式中，所述固定盘6为圆盘形，多个所述固定盘6均匀分布在所述电缆线3的竖直部分。

固定盘6可以为圆盘形，当然，所述固定盘6的形状不仅限于圆盘形，能够实现固定装置与电缆线孔64相对转动的其他形状的固定盘6也可以应用在本发明中。

例如，固定盘6的内圈61可以设置为圆形，外圈62可以设置为其他形状，比如方形或多边形，此结构的固定盘6同样能够实现固定装置与电缆线孔64的相对转动。

电缆线3的竖直部分可以设置多个固定盘6，每个固定盘6的固定装置与电缆线孔64均能够相对转动一定的角度，机舱1转动时，电缆线3竖直部分的转动角度为多个固定盘6转动角度的叠加，则电缆线3的竖直部分分担了更多的扭转，进一步减小了马鞍桥5以上较短的一部分电缆线3的扭转程度。

请参考图3，图3为本发明所提供的风力发电机的电缆线垂吊形式的一种具体实施方式示意图。

一种具体的实施方式中，所述固定装置为绳索7，所述绳索7将所述固定盘6吊装在所述塔筒2内的预定高度。

固定盘6可以通过绳索7吊装在塔筒2内的预定高度，具体的，绳索7可以为钢丝绳或其他质地结实的绳索。其他能够将固定盘6安装在塔筒2内预定高度的安装方式也可以应用在本发明中。

另一种具体的实施方式中，所述固定装置为固定架，所述固定架将所述固定盘6安装在所述塔筒2内的预定高度。

固定盘6可以有专门的固定结构，可以根据固定盘6的具体结构形式设计固定架，由固定架将固定盘6安装在塔筒2内的预定高度。

当然，固定盘6的固定装置不仅仅限于上述实施例所述的情况，能将所述固定盘6安装在塔筒2内的预定高度，同时能够实现与电缆线孔64相对转动的其他结构形式的固定装置也可以在本发明中应用。

以上对本发明所提供的风力发电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风力发电机，包括机舱(1)和塔筒(2)，所述机舱(1)安装在所述塔筒(2)顶端，连接所述机舱(1)的电缆线(3)的底端固定在所述塔筒(2)的马鞍桥(5)上，所述电缆线(3)的竖直部分设置至少一个固定盘(6)，其特征在于，所述固定盘(6)具有内圈(61)和外圈(62)，所述内圈(61)和所述外圈(62)二者之一具有电缆线孔(64)，另一者通过固定装置将所述固定盘(6)安装在所述塔筒(2)内的预定高度，所述电缆线孔(64)与所述固定装置能够相对转动，所述电缆线(3)穿过所述电缆线孔(64)。

2.如权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述内圈(61)具有所述电缆线孔(64)，所述外圈(62)与所述固定装置连接。

3.如权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述外圈(62)具有圆弧形的滑轨(65)，所述滑轨(65)具有与其配合的滑块(66)，所述固定装置与所述滑块(66)连接。

4.如权利要求3所述的风力发电机，其特征在于，所述外圈(62)均匀设置三个所述滑轨(65)，每个所述滑轨(65)内具有至少一个所述滑块(66)。

5.如权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述内圈(61)与所述外圈(62)能够相对转动。

6.如权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述外圈(62)具有所述电缆线孔(64)，所述内圈(61)与所述固定装置连接，所述内圈(61)与所述外圈(62)能够相对转动。

7.如权利要求1至6任一项所述的风力发电机，其特征在于，所述电缆线孔(64)的数量等于所述电缆线(3)的电缆数量，所述电缆线孔(64)在所述固定盘(6)上的分布并呈圆形。

8.如权利要求1至7任一项所述的风力发电机，其特征在于，所述固定盘(6)为圆盘形，多个所述固定盘(6)均匀分布在所述电缆线(3)的竖直部分。

9.如权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述固定装置为绳索(7)，所述绳索(7)将所述固定盘(6)吊装在所述塔筒(2)内的预定高度。

10.如权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述固定装置为固定架，所述固定架将所述固定盘(6)安装在所述塔筒(2)内的预定高度。

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