CN105863966A - 具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，涉及风力发电机技领域。其中的助推结构包括减速机、离合器、一级减速齿轮副及二级增速齿轮副，减速机的输出轴连接离合器的输入端、离合器的输出端连接为风机启动提供助力的一级减速齿轮副，该装置可使风机在微风状态下启动，并带动发电机发电，其结构简单、设计合理、大大提高了风机的年产发电量值及发电效率，可大规模的应用在风力发电领域。

Description

具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电机技领域，特别涉及一种具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机。

背景技术

在经济飞速发展的今天，新能源的利用和开发已经成为各国的发展的态势。与其他能源相比，风能在技术和成本上都是有较强的优势，因此在诸多的新型能源中，风能可谓是最理想的新兴能源。

现有的磁悬浮竖轴式风力发电机在启动的过程中依赖风速，只有在一定的风速条件下，叶片才能在风力作用下旋转，带动变速箱工作，进而启动发电机产生电能。国内现有的普通型风力发电机目前还不能在微风低速环境下启动工作，而是需要风速达到一定级别时才可以启动工作发电，这样将不能充分的利用风能资源，降低风能的转化率，同时也影响发电机工作的效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种当风速没有达到风力发电机启动要求时，仅需给风力发电机机一个很小的推动力，即可使风机启动运行的具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，包括带有主轴和风叶的风机、磁悬浮组件和发电机，其技术要点是，还包括助推结构，所述的助推结构进一步包括：减速机、离合器、一级减速齿轮副及二级增速齿轮副，减速机的输出轴连接离合器的输入端、离合器的输出端连接为风机启动提供助力的一级减速齿轮副，一级减速齿轮副与二级增速齿轮副啮合连接，二级增速齿轮副连接发电机的输入轴。

具有本发明中一级减速齿轮副的磁悬浮竖轴式风力发电机，一级减速齿轮副进一步包括第一齿轮以及与第一齿轮啮合连接的第二齿轮，第二齿轮与风机的主轴连接。

具有本发明中二级增速齿轮副的磁悬浮竖轴式风力发电机，二级增速齿轮副进一步包括啮合连接在一起的第二齿轮、第三齿轮及第四齿轮，第二齿轮与风机的主轴连接，第四齿轮经变速器与发电机连接。

具有本发明中一级减速齿轮副的磁悬浮竖轴式风力发电机，其一级减速齿轮副传动比应不低于5:1。

具有本发明中二级增速齿轮副的磁悬浮竖轴式风力发电机，其二级增速齿轮副的传动比应不低于1:10。

具有本发明中助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，所述的减速机还连接控制器，控制器控制减速电机工作过程如下：

当风速满足2.8～3m/s时，控制器启动助推装置，利用助推装置产生启动风机的初始动力，使风叶在微风状态下旋转，带动发电机发电；

当风速满足大于8m/s时，控制器断开助推装置，风机在风力作用下旋转，带动发电机发电。

本发明的有益效果是：该具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，其中的助推结构包括减速机、离合器、一级减速齿轮副及二级增速齿轮副，减速机的输出轴连接离合器的输入端、离合器的输出端连接为风机启动提供助力的一级减速齿轮副，该结构可使风机在微风状态下启动，并带动发电机发电，其结构简单、设计合理、大大提高了风机的年产发电量值及发电效率，可大规模的应用在风力发电领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机的总结构示意图；

图2为图1中磁悬浮组件的结构示意图，其中(a)为侧视图，(b)为上圈上的磁块俯视图；

图中序号说明如下：1主轴、2风叶、3上支撑件、4上圈、5下圈、6下支撑件、7二级增速齿轮副、8一级减速齿轮副、9离合器、10减速机、11第一齿轮、12第二齿轮、13第三齿轮、14第四齿轮、15变速器、16发电机、17控制器、18磁块。

具体实施方式

使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例中提出一种具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，包括带有主轴和风叶的风机、磁悬浮组件、发电机及助推装置，如图1所示。其中磁悬浮组件包括上圈4和下圈5，上圈4下表面的圆周及下圈5上表面的圆周均设有多个磁块18，磁块18沿环形的上圈4和下圈5的环形表面设置，且磁块18和磁块18以同极相对设置，风机的主轴1穿过上圈4的中孔和下圈5的中孔，主轴1的圆周均连有多个风叶2，上支撑件3位于主轴1和上圈4之间，起到连接主轴1、风叶2和上圈4的作用，下圈5和下支撑件6固定连接。利用磁悬浮结构产生的斥力将风叶2和主轴1托起，使竖轴式风机的自重摩擦力阻力降低为零。这样当启动助推装置时，风机就能很轻易的启动工作。

本实施例采用的助推结构包括：减速机10、离合器9、一级减速齿轮副8及二级增速齿轮副7，减速机10的输出轴连接离合器9的输入端、离合器9的输出端连接为风机启动提供助力的一级减速齿轮副8，一级减速齿轮副8与二级增速齿轮副7啮合连接，二级增速齿轮副7连接发电机16的输入轴。其中，一级减速齿轮副8包括第一齿轮11以及与第一齿轮11啮合连接的第二齿轮12，第二齿轮12与风机的主轴连接；二级增速齿轮副7包括啮合连接在一起的第二齿轮12、第三齿轮13及第四齿轮14，第二齿轮12与风机的主轴连接，第四齿轮14经变速器15与发电机16连接。一级减速齿轮副8的传动比应不低于5:1。二级增速齿轮副7的传动比应不低于1:10。

减速机10还连接控制器17，控制器17控制减速机10工作过程如下：

当风速满足2.8～3m/s时，控制器启动助推装置，利用助推装置产生启动风叶的初始动力，使风叶在微风状态下旋转，带动发电机发电；

当风速满足大于8m/s时，控制器断开助推装置，风叶在风力作用下旋转，带动发电机发电。

本实施例中的助推装置可应用于发电量为10KW～1MW的各个型号的风机上，与同行业中同等型号的风机相比，存在非常大的优势，每年会达到5000～6000小时的发电量，对风能的利用效率也会提高最少40%，给企业带来明显的经济效益。该竖轴式磁悬浮风力发电机可以10KW以上进行在轻风、微风级别发电的创举，这样的技术在国内都处于领先的地位，填补了我国在风电市场中的空白。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域内的熟练的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，包括带有主轴和风叶的风机、磁悬浮组件和发电机，其特征在于，还包括助推结构，所述的助推结构进一步包括：减速机、离合器、一级减速齿轮副及二级增速齿轮副，减速机的输出轴连接离合器的输入端、离合器的输出端连接为风机启动提供助力的一级减速齿轮副，一级减速齿轮副与二级增速齿轮副啮合连接，二级增速齿轮副连接发电机的输入轴。

2.如权利要求1所述的具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，其特征在于，所述的一级减速齿轮副包括第一齿轮以及与第一齿轮啮合连接的第二齿轮，第二齿轮与风机的主轴连接。

3.如权利要求1所述的具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，其特征在于，所述的二级增速齿轮副包括啮合连接在一起的第二齿轮、第三齿轮及第四齿轮，第二齿轮与风机的主轴连接，第四齿轮经变速器与发电机连接。

4.如权利要求1～3任一权利要求所述的具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，其特征在于，一级减速齿轮副的传动比应不低于5:1。

5.如权利要求1～3任一权利要求所述的具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，其特征在于，二级增速齿轮副的传动比应不低于1:10。

6.如权利1所述的具有助推装置的磁悬浮竖轴式风力发电机，其特征在于，所述的减速电机还连接控制器，控制器控制减速电机工作过程如下：

当风速满足2.8～3m/s时，控制器启动助推装置，利用助推装置产生启动风机的初始动力，使风叶在微风状态下旋转，带动发电机发电；

当风速满足大于8m/s时，控制器断开助推装置，风机在风力作用下旋转，带动发电机发电。