CN104948387A

CN104948387A - 一种双叶轮风力发电机组及其捕获风能的方法

Info

Publication number: CN104948387A
Application number: CN201510373557.4A
Authority: CN
Inventors: 查俊; 张力伟
Original assignee: Jiangsu New United Heavy Industry Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu New United Heavy Industry Technology Co Ltd
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2015-09-30

Abstract

本发明公开了一种双叶轮风力发电机组及其捕获风能的方法，包括：塔架、机舱、和双叶轮，所述机舱对称设于塔架顶端，机舱内装配有传动装置、发电机和控制装置，所述传动装置连接双叶轮与发电机双叶轮上装配有至少2个叶片和控制叶片转动的变桨系统，包括：双叶轮对称分布在机舱的两侧，且双叶轮的旋转轴线垂直于风向，各叶片均为单侧带受风肋的结构。通过上述方式，本发明能够采用的叶片的一侧带受风肋的结构，不需要复杂的叶片翼型，降低了叶片制造成本；双叶轮机组的传动链轴线垂直风向；两叶轮相互没有影响，对风能利用率更高。

Description

一种双叶轮风力发电机组及其捕获风能的方法

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别是涉及一种双叶轮风力发电机组及其捕获风能的方法。

背景技术

现有的双叶轮发电机组的技术发难是将双叶轮前后分布，与风向之间为平行设置的，在机组对风发电时，前后叶轮互相有扰流影响，对后叶轮效率损失较大。

此外，现有的双叶轮上的叶片，由于其需要符合空气动力学要求，要有一定的翼型，制造成本较高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种双叶轮风力发电机组及其捕获风能的方法，能够实现两叶轮之间不相互影响，对风能利用率更高，降低叶片制造成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种双叶轮风力发电机组，包括：塔架、机舱、和双叶轮，所述机舱对称设于塔架顶端，机舱内装配有传动装置、发电机和控制装置，所述传动装置连接双叶轮与发电机，双叶轮上装配有至少2个叶片和控制叶片转动的变桨系统，其特征在于，包括：双叶轮对称分布在机舱的两侧，且双叶轮机组的传动链轴线垂直于风向，各叶片均为单侧带受风肋的结构。

在本发明一个较佳实施例中，机舱顶部设有风速风向跟踪系统，底部与塔架之间设有偏航系统。

在本发明一个较佳实施例中，所述控制装置与风速风向跟踪系统、偏航系统和变桨系统电性连接。

在本发明一个较佳实施例中，传动装置包括对应双叶轮设置的两个传动链，各传动链上分别连接有一个发电机，或者两个传动链同时与一台双转子发电机连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述双叶轮上装配的叶片数量为3个、4个或5个。

在本发明一个较佳实施例中，双叶轮风力发电机组捕获风能的方法，包括，以下步骤：

1）风速风向跟踪系统接收信息，并反馈给控制系统，控制系统控制偏航系统令风向从垂直于双叶轮机组的传动链轴线方向切入，并设定该风向为0゜方向；

2）当叶片越过0゜并进入0゜～180゜范围内时，叶片上的受风肋为迎风受载状态，同时为变桨系统提供驱动叶片旋转动力；

3）当叶片越过180゜并进入180゜～360゜范围时，变桨系统将叶片反向旋转，调整为切出迎风不受载状态，使叶片叶弦线旋转面平行于风向；

4）反复循环上述步骤，始终保持在0゜～180゜的范围内的风叶为迎风受载状态，并为叶片提供驱动叶片旋转动力，也为发电提供动力。

在本发明一个较佳实施例中，步骤2）中变桨系统驱动叶片旋转90°。

在本发明一个较佳实施例中，步骤3）中，叶片对应步骤2中的旋转角度，变桨系统将叶片反向旋转90°。

本发明的有益效果是：本发明采用的叶片的一侧带受风肋的结构，不需要复杂的叶片翼型，降低了叶片制造成本；双叶轮的旋转轴线垂直风向；两叶轮相互没有影响，对风能利用率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明双叶轮风力发电机组一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所示双叶轮风力发电机组的立体图；

图3是图1所示双叶轮风力发电机组中叶片的结构示意图；

图4是图1所示双叶轮风力发电机组捕获风能时的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、塔架，2、机舱，2.1、传动链，2.2发电机，3、双叶轮，3.1叶片，3.1.1、受风肋，3.2变桨系统，4、偏航系统，5、风速风向跟踪系统。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：

一种双叶轮风力发电机组，包括：塔架1、机舱2、和双叶轮3，所述机舱2对称设于塔架1顶端，机舱2内装配有传动装置、发电机2.2和控制装置。

所述传动装置连接双叶轮3与发电机2.2。

传动装置包括对应双叶轮3设置的两个传动链2.1，各传动链2.1上分别连接有一个发电机2.2，或者两个传动链2.1同时与一台双转子发电机2.2连接。

双叶轮3上装配有至少2个叶片3.1和控制叶片3.1转动的变桨系统3.2。本发明优选的结构是叶片3.1为3个，也可以为4个或5个等等。每个叶轮可以根据机组功率的大小安装两支几以上的叶片3.1，且可以增大叶片的宽度，而不需要增大叶轮直径。

双叶轮3对称分布在机舱2的两侧，且双叶轮机组的传动链轴线垂直于风向。该结构可以使得两个叶轮之间相互没有影响，对风能利用率更高。

各叶片3.1均为单侧带受风肋3.1.1的结构，如图3所示，受风肋3.1.1的结构代替了叶片翼型，降低了叶片制造成本。受风肋3.1.1的作用是能够使叶片3.1更加有利于受力受风受载，其具体结构可以为多种不同的形式。

机舱2顶部设有风速风向跟踪系统5，底部与塔架1之间设有偏航系统4。所述控制装置与风速风向跟踪系统5、偏航系统4和变桨系统3.2电性连接。

本发明还涉及一种双叶轮风力发电机组捕获风能的方法，如图4所示，具体方法包括以下步骤：

1）风速风向跟踪系统5接收信息，并反馈给控制系统，控制系统控制偏航系统4令风向从垂直于双叶轮3机组的传动链轴线方向切入，并设定该风向为0゜方向。

2）当叶片3.1越过0゜并进入0゜～180゜范围内时，叶片3.1上的受风肋3.1.1为迎风受载状态，同时控制系统控制变桨系统3.2提供驱动叶片3.1旋转90°的动力；叶片3.1在0゜～180゜范围内叶片3.1受风肋3.1.1处于迎风状态，从而使叶轮产生一个逆时针力矩。

3）当叶片3.1越过180゜并进入180゜～360゜范围时，控制系统控制变桨系统3.2将叶片3.1反向旋转90°，叶片3.1调整为切出迎风不受载状态，使叶片3.1叶弦线旋转面平行于风向。

4）反复循环上述步骤，始终保持在0゜～180゜的范围内的风叶为迎风受载状态，并为叶片3.1提供驱动叶片3.1旋转动力，也为发电机2.2提供动力，使风能转化为电能。

本发明采用的叶片3.1的一侧带受风肋3.1.1的结构，不需要复杂的叶片3.1翼型，降低了叶片3.1制造成本；双叶轮3的旋转轴线垂直风向；两叶轮相互没有影响，对风能利用率更高。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种双叶轮风力发电机组，包括：塔架、机舱、和双叶轮，所述机舱对称设于塔架顶端，机舱内装配有传动装置、发电机和控制装置，所述传动装置连接双叶轮与发电机，双叶轮上装配有至少2个叶片和控制叶片转动的变桨系统，其特征在于，包括：双叶轮对称分布在机舱的两端，且双叶轮机组的传动链轴线垂直于风向，各叶片均为单侧带受风肋的结构。

2.根据权利要求1所述的双叶轮风力发电机组，其特征在于，机舱顶部设有风速风向跟踪系统，底部与塔架之间设有偏航系统。

3.根据权利要求1所述的双叶轮风力发电机组，其特征在于，所述控制装置与风速风向跟踪系统、偏航系统和变桨系统电性连接。

4.根据权利要求1所述的双叶轮风力发电机组，其特征在于，传动装置包括对应双叶轮设置的两个传动链，各传动链上分别连接有一个发电机，或者两个传动链同时与一台双转子发电机连接。

5.根据权利要求1所述的双叶轮风力发电机组，其特征在于，所述双叶轮上装配的叶片数量为3个、4个或5个。

6.根据权利要求1-4任一所述的双叶轮风力发电机组捕获风能的方法，其特征在于，包括，以下步骤：

3）当叶片越过180゜并进入180゜～360゜范围时，变桨系统将叶片反向旋转，调整为切出迎风不受载状态，使叶片叶弦线旋转面平行于风向;

7.根据权利要求6所述的双叶轮风力发电机组捕获风能的方法，其特征在于，步骤2）中变桨系统驱动叶片旋转90°。

8.根据权利要求6所述的双叶轮风力发电机组捕获风能的方法，其特征在于，步骤3）中，叶片对应步骤2中的旋转角度，变桨系统将叶片反向旋转90°。