CN109356796B - 一种新型液压传动风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型液压传动风力发电机组，包括安装箱，所述安装箱的内部底端固定有液压泵，所述液压泵的输出轴端部通过第一联轴器固定有第一连接轴，所述第一连接轴的中间固定有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的一侧啮合传动连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮固定在转轴上，所述转轴的一端固定有桨叶，所述转轴远离桨叶的一端设置有平衡机构，所述液压泵的出口连通有出液管，所述出液管的下端与液压马达的进口连通，所述液压马达的出口连通有进液管，所述进液管的上端和液压泵的进口连通，所述液压马达的输出轴和发电机的输入轴固定相连。通过上述结构实现液压传动把风能转化成电能，装置体积小，成本降低，使用寿命增长。

Description

一种新型液压传动风力发电机组

技术领域

本发明属于风力发电机技术领域，具体而言，涉及一种新型液压传动风力发电机组。

背景技术

随着时代发展和科技进步，在陆地和近海的各类风电场使用的商业化大功率并网风力发电机已经形成以水平轴，升力型，三叶片，上风向，变速变桨为特征的主力机型。根据主传动系统是直驱型或者带变速装置又可将大功率风电机分为非直驱和直驱两大类。其中，非直驱风电机的最大优势，是可以通过升速装置将叶轮的低转速升高至发电机需要的转速，这样就可以在相同功率下使发电机的轮廓尺寸和直径减小到制造，运输，安装等过程允许的范围。因此，也是目前实际使用中最主要的机型。

其中升速装置主要是齿轮升速箱，但由于升速箱承担着由风机叶片传来的随风速改变的变化载荷和冲击载荷，造成升速箱中的传动齿轮出现点蚀，剥落等破坏，产生噪音，振动，甚至过早失效。当这种情况发生时，就不得不面对停机、维修和重新安装的巨大成本支出和发电损失及时间浪费。因此需要一种既能发挥非直驱型风电机优势，又能有效克服其弱点的风电机。为此，我们提出一种利用液压传动来进行发电的装置来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型液压传动风力发电机组，以解决上述背景技术中提出现有非直驱发电机靠齿轮传动，容易损环，成本投入高的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新型液压传动风力发电机组，包括安装箱，所述安装箱的内部底端固定有液压泵，所述液压泵的输出轴端部通过第一联轴器固定有第一连接轴，所述第一连接轴的中间固定有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的一侧啮合传动连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮固定在转轴上，所述转轴的一端固定有桨叶，所述转轴远离桨叶的一端设置有平衡机构，所述液压泵的出口连通有出液管，所述出液管的下端与液压马达的进口连通，所述液压马达的出口连通有进液管，所述进液管的上端和液压泵的进口连通，所述液压马达的输出轴和发电机的输入轴固定相连。

优选的，所述平衡机构包括连接块，所述连接块的一端端部镶嵌有第一轴承，所述第一轴承的内圈和转轴的端部固定相连。

优选的，所述转轴贯穿第二轴承的内圈并与其固定相连，所述第二轴承镶嵌在第一安装架的中间，所述连接块远离第一轴承的一端端部固定有第二连接轴，所述第二连接轴上固定有第二安装架。

优选的，所述第一安装架和第二安装架的上下两端均转动连接有滚轮，所述滚轮在圆形滑轨内滚动，所述圆形滑轨分别设置在第一固定板的上侧和第二固定板的下侧，所述第一固定板固定在安装箱的顶端。

优选的，所述第二连接轴远离连接块的一端端部固定有尾舵，所述连接块的底端中间镶嵌有第三轴承，所述第三轴承的内圈和第一连接轴固定相连。

优选的，所述连接块的上端中间固定有第三连接轴，所述第三连接轴的上端固定有遮挡罩，所述遮挡罩与第三连接轴之间固定有加强杆。

优选的，所述升降机构包括伺服电机，所述伺服电机的输出轴端部通过第二联轴器固定有丝杆，所述丝杆上传动连接有传动螺母，所述传动螺母镶嵌在滑动杆的底部，所述滑动杆的外壁下端两侧均设置有滑块，所述滑块在滑轨内滑动，所述滑轨设置在支撑杆的内壁上。

优选的，所述支撑杆的上端端部固定有限位块，所述滑动杆贯穿限位块。

优选的，所述伺服电机、液压马达和发电机均设置在箱体的内部，所述支撑杆固定在箱体的顶端。

优选的，所述箱体的一端两侧均铰接有箱门，所述箱门远离铰接处的一端固定有把手。

优选的，所述箱体的底端固定有基座，所述基座固定在地面上。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种新型液压传动风力发电机组，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明通过风吹动桨叶旋转，进而桨叶带动转轴旋转，转轴的旋转带动第一锥齿轮旋转，第一锥齿轮的旋转驱动与其啮合的第二锥齿轮旋转，进而带动第一连接轴旋转，进而带动液压泵工作，液压泵工作通过出液管向液压马达输送液体，进而在液体压力下驱动液压马达工作，进而液压马达带动发电机工作，发电机发电，液体流经液压马达后通过进液管输送到液压泵，进而形成循环，进而实现持续发电，通过液压泵和液压马达把风能转换成电能，通过液压传动，设备体积减小，进而成本降低，不易损坏；

2、本发明通过在转轴的后端转动连接有连接块，连接块远离转轴的一端固定有第二连接轴，第二连接轴远离连接块的一端固定有尾舵，转轴的中间通过第二轴承连接第一安装架，第二连接轴的中间固定有第二安装架，第一安装架和第二安装架的上下两端均固定有滚轮，滚轮在第一固定板和第二固定板上的圆形滑轨内滚动，连接块的底端通过第三轴承和第一连接轴转动连接，当风向发生改变时，在尾舵的平衡下，连接块绕第一连接轴的轴线旋转，进而带动滚轮在圆形滑轨内滚动，实现自动调整迎风角度，实现最大化的能量转换；

3、本发明通过伺服电机带动丝杆旋转，丝杆的旋转驱动传动螺母沿丝杆上下运动，进而带动滑动杆沿支撑杆内壁上的滑轨上下运动，进而带动安装箱上下运动，实现对风能转换机构的上下调节，有效利用风能，同时能避免强风对装置的损坏，起到保护作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的轴侧图；

图3为本发明的平衡机构内部结构图一；

图4为本发明的平衡机构内部结构图二；

图5为本发明的风能传动连接结构示意图；

图6为本发明的遮挡罩结构图；

图7为本发明的平衡机构爆炸图一；

图8为本发明的平衡机构爆炸图二；

图9为本发明的升降机构爆炸图；

图10为本发明的液压泵和液压马达之间连通关系示意图。

附图标记：1、安装箱；2、液压泵；3、第一联轴器；4、第一连接轴；5、第一锥齿轮；6、第二锥齿轮；7、转轴；8、桨叶；9、平衡机构；901、连接块；902、第一轴承；903、第二轴承；904、第一安装架；905、第二连接轴；906、第二安装架；907、滚轮；908、圆形滑轨；909、第一固定板；910、第二固定板；911、尾舵；912、第三轴承；913、第三连接轴；914、遮挡罩；915、加强杆；10、出液管；11、液压马达；12、进液管；13、发电机；14、箱体；15、升降机构；151、伺服电机；152、第二联轴器；153、丝杆；154、传动螺母；155、滑动杆；156、滑块；157、滑轨；158、支撑杆；159、限位块；16、箱门；17、把手；18、基座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-10所示的一种新型液压传动风力发电机组，包括安装箱1，所述安装箱1的内部底端固定有液压泵2，所述液压泵2的输出轴端部通过第一联轴器3固定有第一连接轴4，所述第一连接轴4的中间固定有第一锥齿轮5，所述第一锥齿轮5的一侧啮合传动连接有第二锥齿轮6，所述第二锥齿轮6固定在转轴7上，所述转轴7的一端固定有桨叶8，所述转轴7远离桨叶8的一端设置有平衡机构9，所述液压泵2的出口连通有出液管10，所述出液管10的下端与液压马达11的进口连通，所述液压马达11的出口连通有进液管12，出液管10和进液管12的下端均螺旋设置在下端，增大出液管10和进液管12的长度，避免装置上升时出液管10和进液管12的长度较短造成断开，所述进液管12的上端和液压泵2的进口连通，所述液压马达11的输出轴和发电机13的输入轴固定相连。

较佳地，所述平衡机构9包括连接块901，所述连接块901的一端端部镶嵌有第一轴承902，所述第一轴承902的内圈和转轴7的端部固定相连。

通过采用上述技术方案，实现转轴7与连接块901的转动连接，进而实现桨叶8与连接块901的转动连接。

较佳地，所述转轴7贯穿第二轴承903的内圈并与其固定相连，所述第二轴承903镶嵌在第一安装架904的中间，所述连接块901远离第一轴承902的一端端部固定有第二连接轴905，所述第二连接轴905上固定有第二安装架906。

通过采用上述技术方案，实现第二连接轴905与连接块901的连接并通过第一安装架904和第二安装架906对连接块901起到支撑作用。

较佳地，所述第一安装架904和第二安装架906的上下两端均转动连接有滚轮907，所述滚轮907在圆形滑轨908内滚动，所述圆形滑轨908分别设置在第一固定板909的上侧和第二固定板910的下侧，所述第一固定板909固定在安装箱1的顶端。

通过采用上述技术方案，使转轴7和第二连接轴905随连接块901转动时，在滚轮907的带动下沿圆形滑轨908滚动，减少摩擦力，降低能源损耗，提高设备使用寿命。

较佳地，所述第二连接轴905远离连接块901的一端端部固定有尾舵911，所述连接块901的底端中间镶嵌有第三轴承912，所述第三轴承912的内圈和第一连接轴4固定相连。

通过采用上述技术方案，使连接块901通过第三轴承912与第一连接轴4转动连接。

较佳地，所述连接块901的上端中间固定有第三连接轴913，所述第三连接轴913的上端固定有遮挡罩914，所述遮挡罩914与第三连接轴913之间固定有加强杆915。

通过采用上述技术方案，遮挡罩914的设置防止下雨天雨水入到安装箱1内的液压泵2内，起到挡水，遮阳等作用，加强杆915的设置增强第三连接轴913和遮挡罩914之间的牢固性。

较佳地，所述升降机构15包括伺服电机151，所述伺服电机151的输出轴端部通过第二联轴器152固定有丝杆153，所述丝杆153上传动连接有传动螺母154，所述传动螺母154镶嵌在滑动杆155的底部，所述滑动杆155的外壁下端两侧均设置有滑块156，所述滑块156在滑轨157内滑动，所述滑轨157设置在支撑杆158的内壁上。

通过采用上述技术方案，实现风力发电机构的上下调节，实现最大化利用风能，同时遇到强风时，降低高度减少强风对装置的损坏，提高设备使用寿命。

较佳地，所述支撑杆158的上端端部固定有限位块159，所述滑动杆155贯穿限位块159。

通过采用上述技术方案，限位块159的设置防止滑块156向上滑动时滑出滑轨157，起到限位固定作用。

较佳地，所述伺服电机151、液压马达11和发电机13均设置在箱体14的内部，所述支撑杆158固定在箱体14的顶端。

通过采用上述技术方案，箱体14的设置把伺服电机151、液压马达11和发电机13与外界隔离开，起到隔离、保护作用。

较佳地，所述箱体14的一端两侧均铰接有箱门16，所述箱门16远离铰接处的一端固定有把手17。

通过采用上述技术方案，方便用手通过把手17打开箱门16，箱门16的设置便于对内部设备进行检修。

较佳地，所述箱体14的底端固定有基座18，所述基座18固定在地面上。

通过采用上述技术方案，基座18的设置加强箱体14与地面之间安装的牢固性，提高设备的稳定性和牢固性。

工作原理：风吹动桨叶8旋转，进而桨叶8带动转轴7旋转，转轴7的旋转带动第一锥齿轮5旋转，第一锥齿轮5的旋转驱动与其啮合的第二锥齿轮6旋转，进而带动第一连接轴4旋转，进而带动液压泵2工作，液压泵2工作通过出液管10向液压马达11输送液体，进而在液体压力下驱动液压马达11工作，进而液压马达11带动发电机13工作，发电机13发电，液体流经液压马达11后通过进液管12输送到液压泵2，进而形成循环，进而实现持续发电，通过液压泵2和液压马达11把风能转换成电能，通过液压传动，设备体积减小，进而成本降低；

通过在转轴7的后端转动连接有连接块901，连接块901远离转轴7的一端固定有第二连接轴905，第二连接轴905远离连接块901的一端固定有尾舵911，转轴7的中间通过第二轴承903连接第一安装架904，第二连接轴905的中间固定有第二安装架906，第一安装架904和第二安装架906的上下两端均固定有滚轮907，滚轮907在第一固定板909和第二固定板910上的圆形滑轨908内滚动，连接块901的底端通过第三轴承912和第一连接轴4转动连接，当风向发生改变时，在尾舵911的平衡下，连接块901绕第一连接轴4的轴线旋转，进而带动滚轮907在圆形滑轨908内滚动，实现自动调整迎风角度，实现最大化的能量转换；

需要向上调节装置的高度时，启动伺服电机151，进而伺服电机151带动丝杆153旋转，丝杆153的旋转驱动传动螺母154沿丝杆153向上运动，进而带动滑动杆155沿支撑杆158内壁上的滑轨157向上运动，进而带动安装箱1向上运动，进而带动液压泵2和连接块901以及桨叶8和尾舵911向上运动，直至滑块156与支撑杆158顶端的限位块159接触，滑块156无法继续向上运动，进而实现对装置的向上调节，有效利用风能，当遇到强风时，启动伺服电机151，使其反向旋转，进而滑动杆155向下滑动，同理使整个风能转换装置向下移动，进而较少了强风对装置的损坏，起到保护作用；

通过把伺服电机151、液压马达11和发电机13均设置在箱体14，实现对它们的保护隔离，并通过基座18加强箱体14与地面安装的牢固性，进而增强整个装置的牢固性和稳定性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型液压传动风力发电机组，包括安装箱（1），其特征在于：所述安装箱（1）的内部底端固定有液压泵（2），所述液压泵（2）的输出轴端部通过第一联轴器（3）固定有第一连接轴（4），所述第一连接轴（4）的中间固定有第一锥齿轮（5），所述第一锥齿轮（5）的一侧啮合传动连接有第二锥齿轮（6），所述第二锥齿轮（6）固定在转轴（7）上，所述转轴（7）的一端固定有桨叶（8），所述转轴（7）远离桨叶（8）的一端设置有平衡机构（9），所述液压泵（2）的出口连通有出液管（10），所述出液管（10）的下端与液压马达（11）的进口连通，所述液压马达（11）的出口连通有进液管（12），所述进液管（12）的上端和液压泵（2）的进口连通，所述液压马达（11）的输出轴和发电机（13）的输入轴固定相连；

所述平衡机构（9）包括连接块（901），所述连接块（901）的一端端部镶嵌有第一轴承（902），所述第一轴承（902）的内圈和转轴（7）的端部固定相连；

所述转轴（7）贯穿第二轴承（903）的内圈并与其固定相连，所述第二轴承（903）镶嵌在第一安装架（904）的中间，所述连接块（901）远离第一轴承（902）的一端端部固定有第二连接轴（905），所述第二连接轴（905）上固定有第二安装架（906）；

所述第一安装架（904）和第二安装架（906）的上下两端均转动连接有滚轮（907），所述滚轮（907）在圆形滑轨（908）内滚动，所述圆形滑轨（908）分别设置在第一固定板（909）的上侧和第二固定板（910）的下侧，所述第一固定板（909）固定在安装箱（1）的顶端；

所述第二连接轴（905）远离连接块（901）的一端端部固定有尾舵（911），所述连接块（901）的底端中间镶嵌有第三轴承（912），所述第三轴承（912）的内圈和第一连接轴（4）固定相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型液压传动风力发电机组，其特征在于：所述连接块（901）的上端中间固定有第三连接轴（913），所述第三连接轴（913）的上端固定有遮挡罩（914），所述遮挡罩（914）与第三连接轴（913）之间固定有加强杆（915）。

3.根据权利要求1所述的一种新型液压传动风力发电机组，其特征在于：所述安装箱（1）的下端设置有升降机构（15），所述升降机构（15）包括伺服电机（151），所述伺服电机（151）的输出轴端部通过第二联轴器（152）固定有丝杆（153），所述丝杆（153）上传动连接有传动螺母（154），所述传动螺母（154）镶嵌在滑动杆（155）的底部，所述滑动杆（155）的外壁下端两侧均设置有滑块（156），所述滑块（156）在滑轨（157）内滑动，所述滑轨（157）设置在支撑杆（158）的内壁上。

4.根据权利要求3所述的一种新型液压传动风力发电机组，其特征在于：所述支撑杆（158）的上端端部固定有限位块（159），所述滑动杆（155）贯穿限位块（159）。

5.根据权利要求3所述的一种新型液压传动风力发电机组，其特征在于：所述伺服电机（151）、液压马达（11）和发电机（13）均设置在箱体（14）的内部，所述支撑杆（158）固定在箱体（14）的顶端。

6.根据权利要求5所述的一种新型液压传动风力发电机组，其特征在于：所述箱体（14）的一端两侧均铰接有箱门（16），所述箱门（16）远离铰接处的一端固定有把手（17）；所述箱体（14）的底端固定有基座（18），所述基座（18）固定在地面上。