CN106762426B - 一种高效风能发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效风能发电装置，包括塔架、发电装置、主轴、发电机、低速转轴和高速转轴，塔架下侧安装有三角固定腿，塔架的右侧安装有转换器，上侧安装有发电装置，发电装置前侧安装有轮彀，且轮彀上安装有转动叶片，后侧安装有固设有定子的主轴，定子右侧安装有转子，转子右侧安装有低速转轴，低速转轴右侧安装有变速箱，变速箱右侧安装有高速转轴，高速转轴右侧安装有发电机，塔架上设置有移动检测部件。设置于三角固定腿或塔架上的位移传感器能迅速的检测到塔架的歪斜情况，避免危险的发生。
Description
技术领域
本发明涉及风能发电领域，尤其涉及一种高效风能发电装置。
背景技术
目前，随着现有的不可再生资源的被无节制的利用，不可再生资源越来越少，人们对一些新能源的开发产生了极大的兴趣，尤其风能发电装置，成本相对较低，且十分清洁环保。目前，市场上的风能发电装置存在以下技术问题：随着发电装置的长时间运行作业，尤其在遭遇地质灾害时容易发生装置的塔体歪斜的情况，如果不能及时监测塔体的歪斜位移情况，容易发生潜在危险，而如果对于每一个塔体都采用监控设备监控，成本过高。
发明内容
本发明旨在提供一种高效风能发电装置，以解决上述技术问题。
一种高效风能发电装置，包括塔架、发电装置、主轴、发电机、低速转轴和高速转轴，塔架下侧安装有三角固定腿，塔架的右侧安装有转换器，上侧安装有发电装置，发电装置前侧安装有轮彀，且轮彀上安装有转动叶片，后侧安装有固设有定子的主轴，定子右侧安装有转子，转子右侧安装有低速转轴，低速转轴右侧安装有变速箱，变速箱右侧安装有高速转轴，高速转轴的右侧安装有发电机，塔架上设置有移动检测部件。
相对于现有技术，本发明的有益效果：
本发明的上述实施例提供的一种高效风能发电装置的结构设置合理，在转子的上安装有低速转轴，低速转轴与高速转轴通过变速箱连接，能够有效地实现对风力发电装置的制动，避免潜在风险的发生。此外，在三角固定腿或塔架上设置有移动检测部件，能迅速的检测到塔架的歪斜情况，避免危险的发生。同时，由于该风能发电装置采用移动检测部件使得该装置对于危险监控的灵敏度更高，使用寿命更长，同时也免去了需要操作人员亲自去现场检查的劳顿，节约了大量的人力和物力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：6-塔架，7-转换器，8-三角固定腿，9-位移传感器，11-转动叶片，13-发电装置。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种高效风能发电装置，包括塔架6、发电装置13、主轴、发电机、低速转轴和高速转轴，塔架6下侧安装有三角固定腿8，塔架6的右侧安装有转换器7，上侧安装有发电装置13，发电装置13前侧安装有轮彀，且轮彀上安装有转动叶片11，后侧安装有固设有定子的主轴，定子右侧安装有转子，转子右侧安装有低速转轴，低速转轴右侧安装有变速箱，变速箱右侧安装有高速转轴，高速转轴右侧安装有发电机，塔架6上设置有移动检测部件9。移动检测部件9包括微处理器模块、微位移传感器模块、报警模块、电源模块；微处理器模块分别与微位移传感器模块、电源模块、报警模块相连；电源模块分别与微处理器模块、微位移传感器模块相连。微位移传感器模块为磁致伸缩位移传感器，其包括测量杆、波导丝、磁铁环、敏感元件和电子仓，波导丝置于测量杆的内部，波导丝一端连接电子仓，另一端连接敏感元件，磁铁环与波导丝不接触连接，电子仓内有传感部件。
在本实施例中，移动检测部件9还可设置于塔架6的底部和/或三角固定腿8的至少一条腿上，用于监测塔架6的移动情况。
在一些实施例中，微位移传感器模块的波导丝的外表面从内而外依次涂覆有Fe-Co磁粉层、硬磁Fe-Co-Li磁粉层和软磁-硬磁复合纳米磁粉层，Fe-Co磁粉层的厚度为5～10nm，硬磁Fe-Co-Li磁粉层的厚度为2～5nm，软磁-硬磁复合纳米磁粉层的厚度为1～2nm。在本实施例中，Fe-Co磁粉层的厚度为8nm，硬磁Fe-Co-Li磁粉层的厚度为3nm，软磁-硬磁复合纳米磁粉层的厚度为1nm。
本发明的上述实施例所提供的一种高效风能发电装置的结构设置合理，在转子的上安装有低速转轴，低速转轴与高速转轴通过变速箱连接，能够有效地实现对风力发电装置的制动，避免潜在风险的发生。此外，在三角固定腿或塔架上设置有移动检测部件，能迅速的检测到塔架的歪斜情况，避免危险的发生。同时，由于该风能发电装置采用移动检测部件使得该装置对于危险监控的灵敏度更高，使用寿命更长，同时也免去了需要操作人员亲自去现场检查的劳顿，节约了大量的人力和物力。
在本实施例中，该高效风能发电装置采用的移动检测部件9的微位移传感器模块为磁致伸缩位移传感器，该微位移传感器采用的波导丝上涂覆的Fe-Co磁粉层由Fe-Co磁粉涂刷而成，该磁粉层的制备过程为：将KBH4：ZnSO4(CZnSO4＝0.06mol/L)：CoSO4(CCoSO4＝0.075mol/L)＝1：1：1比例混合，45℃，磁力搅拌3min，超声清洗45min，超声频率为20KHz，过滤得到Fe磁粉，将Fe磁粉分散于CoSO4溶液中，再以体积比为1：20的比例将KBH4溶液逐滴加入到CoSO4溶液中，搅拌均匀，超声清洗，使用NaOH溶液调节pH至10，离心干燥即可得到Fe-Co磁粉，将Fe-Co磁粉涂刷于波导丝的表面即可。
本实施例中采用的硬磁Fe-Co-Li磁粉层由硬磁Fe-Co-Li磁粉层涂刷于Fe-Co磁粉层表面，硬磁Fe-Co-Li磁粉层的制备过程为：ZnSO4(CZnSO4＝0.06mol/L)溶液和CoSO4(CCoSO4＝0.075mol/L)溶液按照1：2的体积比混合均匀，将适量LiAlH4溶解于10ml乙醚中，并将LiAlH4逐滴加入上述混合溶液中，置于氩气氛围中反应5min，将上述混合溶液采用137Csγ射线照射10min，照射剂量为50～100Gy；1000rpm/min冷冻离心15min，沉淀采用甲醇超声波震荡清洗，真空干燥，得到硬磁Fe-Co-Li磁粉；将硬磁Fe-Co-Li磁粉涂刷于Fe-Co层表面即可。
在本实施例中，软磁-硬磁复合纳米磁粉层涂刷于硬磁Fe-Co-Li磁粉层表面，其制备过程为：称取15g单相成分的SmCo磁粉浸入KBH4还原剂溶液中，氩气氛围中搅拌均匀，逐滴加入CoSO4溶液，1000rpm/min搅拌，反应12min，离心干燥得SmCo磁粉，将Fe-Co磁粉与Fe-Co-Li磁粉与SmCo磁粉按照1:2:1比例混合，添加油酸和环己烷、二氯甲烷和丙酮，采用常规球磨法制备软磁-硬磁复合纳米磁粉，将该复合纳米磁粉涂覆于硬磁Fe-Co-Li磁粉层表面即可。在一些实施例中，为了控制软磁-硬磁复合纳米磁粉的颗粒大小，油酸和软磁-硬磁复合纳米磁粉满足以下关系式：
式中，a为颗粒粒径，b为表面活性剂的包覆厚度，M2为油酸的质量，M1为软磁-硬磁复合纳米磁粉的质量。
更进一步地，对该磁致伸缩位移传感器进行0～35m范围测量试验，其测试表明，该微位移传感模块的量程为35m。按照GB2424.7-198对该微位移传感模块的振动进行测试，如下表1所示：
根据上述实验结果可知，该风能发电装置具有良好的振动位移感测能力，在振动情况下感测迅速。将上述移动感测部件设置于风能发电装置的固定腿或者塔架上，能够迅速的检测到塔架的歪斜情况。
对本发明的实施例提供的该风能发电装置进行为期1年的跟踪监测，风能发电装置的总数量选用100个作为跟踪样品，该风能发电装置的各项性能指标如下表2所示：
| 项目 | 倒塌率(％) | 倾斜率(％) | 经济损失(万元) |
| 发电装置-1 | 5％ | 10％ | 0.5～3.0 |
| 发电装置-2 | 30％ | 45％ | 5.0～10.0 |
注：表中发电装置-1表示有使用移动传感部件的发电装置；发电装置-2表示没有使用移动传感部件的发电装置。
通过统计结果表明，本发明的实施例所提供的高效风能发电装置使用寿命更长，其对于危险监控的灵敏度更高，同时也免去了需要操作人员亲自去现场检查的劳顿，节约了大量的人力和物力。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (4)
1.一种高效风能发电装置，包括塔架(6)、发电装置(13)、主轴、发电机、低速转轴和高速转轴，塔架(6)下侧安装有三角固定腿(8)，塔架(6)的右侧安装有转换器(7)，上侧安装有发电装置(13)，发电装置(13)前侧安装有轮彀，且轮彀上安装有转动叶片(11)，后侧安装有固设有定子的主轴，定子右侧安装有转子，转子右侧安装有低速转轴，低速转轴右侧安装有变速箱，其特征在于，变速箱右侧安装有高速转轴，高速转轴右侧安装有发电机，塔架(6)上设置有移动检测部件(9)；所述移动检测部件(9)包括微处理器模块、微位移传感器模块、报警模块、电源模块；微处理器模块分别与微位移传感器模块、电源模块、报警模块相连；电源模块分别与微处理器模块、微位移传感器模块相连；所述微位移传感器模块为磁致伸缩位移传感器，其包括测量杆、波导丝、磁铁环、敏感元件和电子仓，波导丝置于测量杆的内部，波导丝一端连接电子仓，另一端连接敏感元件，磁铁环与波导丝不接触连接，电子仓内有传感部件；所述波导丝上从内向外依次涂覆有Fe-Co磁粉层、硬磁Fe-Co-Li磁粉层和软磁-硬磁复合纳米磁粉层；所述Fe-Co磁粉层的制备过程为：将KBH4溶液：CZnSO4为0.06mol/L的ZnSO4溶液：CCoSO4为0.075mol/L的CoSO4溶液按体积比1：1：1比例混合，45℃，磁力搅拌3min，超声清洗45min，超声频率为20KHz，过滤得到Fe磁粉，将Fe磁粉分散于CoSO4溶液中，再以体积比为1：20的比例将KBH4溶液逐滴加入到CoSO4溶液中，搅拌均匀，超声清洗，使用NaOH溶液调节pH至10，离心干燥即可得到Fe-Co磁粉，将Fe-Co磁粉涂刷于波导丝的表面，所述硬磁Fe-Co-Li磁粉层的制备过程为：CZnSO4为0.06mol/L的ZnSO4溶液和CCoSO4为0.075mol/L的CoSO4溶液按照1：2的体积比混合均匀，将适量LiAlH4溶解于10ml乙醚中，并将LiAlH4逐滴加入ZnSO4和CoSO4的混合溶液中，置于氩气氛围中反应5min，将上述混合溶液采用137Csγ射线照射10min，照射剂量为50～100Gy；1000rpm/min冷冻离心15min，沉淀采用甲醇超声波震荡清洗，真空干燥，得到硬磁Fe-Co-Li磁粉；将硬磁Fe-Co-Li磁粉涂刷于Fe-Co层表面，所述软磁-硬磁复合纳米磁粉层的制备过程为：称取15g单相成分的SmCo磁粉浸入KBH4还原剂溶液中，氩气氛围中搅拌均匀，逐滴加入CoSO4溶液，1000rpm/min搅拌，反应12min，离心干燥得SmCo磁粉，将Fe-Co磁粉与Fe-Co-Li磁粉与SmCo磁粉按照1:2:1比例混合，添加油酸和环己烷、二氯甲烷和丙酮，采用常规球磨法制备软磁-硬磁复合纳米磁粉，将该复合纳米磁粉涂覆于硬磁Fe-Co-Li磁粉层表面。
2.根据权利要求1所述的风能发电装置，其特征在于，移动检测部件设置于塔架(6)的底部和/或三角固定腿(8)的至少一条腿上。
3.根据权利要求2所述的风能发电装置，其特征在于，Fe-Co磁粉层的厚度为5～10nm，硬磁Fe-Co-Li磁粉层的厚度为2～5nm，软磁-硬磁复合纳米磁粉层的厚度为1～2nm。
4.根据权利要求3所述的风能发电装置，其特征在于，Fe-Co磁粉层的厚度为8nm，硬磁Fe-Co-Li磁粉层的厚度为3nm，软磁-硬磁复合纳米磁粉层的厚度为1nm。
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