CN1664359A - 风力发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电设备，其结构要点为：在地面上固定塔筒，塔筒上面安装主轴，主轴的一端安装风轮桨叶，主轴的另一端联接主轴锥齿轮，与主轴锥齿轮啮合的为垂直转动轴锥齿轮，垂直转动轴锥齿轮联接垂直转动轴，垂直转动轴的另一端联接塔筒底部靠近地面安置的增速箱，增速箱的输出轴联接塔筒底部靠近地面安置的发电机。本发明利用风轮叶片作为原动力，经过主轴传递给锥齿轮增速箱，再传递给垂直转动轴，垂直转动轴将动力传递给增速箱，增速箱带动发电机发电，并将发电机定子并入电网，向电网输送电力。本发明的结构可使风力发电设备便于安装、维修、保养，同时降低塔筒顶部的负荷，使机组更安全可靠的运行。

Description

风力发电设备
所属技术领域
本发明涉及一种风力发电机，具体说涉及一种大中型风力发电设备。
背景技术
对于能源消耗日益加大的当今现代社会，大力发展新能源和可再生能源可以逐步改善以煤炭为主的能源结构、尤其是电力供应结构，促进常规能源资源更加合理有效地利用，缓解与能源相关的环境污染问题，使我国能源、经济与环境的发展相互协调，实现可持续发展目标。风能作为一种无污染的绿色能源，蕴藏量大，分布广，是一种发展潜力很大的可再生能源。我国具有丰富的风能资源。风能资源理论储量为32.26亿千瓦，而可开发的风能资源储量为2.53亿千瓦。居世界首位，与可开发的水电装机容量3.8亿千瓦为同一量级，具有商业化、规模化发展的潜力。随着人们环保意识的增强和风力机技术的日趋先进，风力发电将比以往更为安全和经济。风力机是将风能转换为机械功的动力装置，又称风车。现有的风力发电设备，随着机组功率的增大，塔架越来越高，大型水平轴的风电机组塔架高度超过百米，发电机、增速箱及液压系统、冷热交换系统都放置在机舱中由塔架支撑，机舱被安置在塔顶，这对各部件可靠性要求极高，使制造难度和成本相应增大，安装、维修、保养也很困难。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提供一种风力发电设备，该风力发电设备运行平稳，安装、维修、保养方便，成本低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种风力发电设备，其结构要点为：在地面上固定塔筒，该塔筒上面安装主轴，该主轴的一端安装风轮桨叶，该主轴的另一端联接主轴锥齿轮，与该主轴锥齿轮啮合的为垂直转动轴锥齿轮，该垂直转动轴锥齿轮联接垂直转动轴，该垂直转动轴的另一端联接塔筒底部靠近地面安置的增速箱，该增速箱的输出轴联接塔筒底部靠近地面安置的发电机。本发明利用风轮叶片作为原动力，经过主轴传递给锥齿轮增速箱，再传递给垂直转动轴，垂直转动轴将动力传递给增速箱，增速箱带动发电机发电，并将发电机定子并入电网，向电网输送电力。
所说的塔筒上面通过偏航轴承联接塔筒顶罩，该塔筒顶罩内安装所说的主轴，该主轴的一端伸出塔筒顶罩并联接轮毂，该轮毂上安装所说的风轮桨叶。
在所说的塔筒顶罩内安装轴承座和锥齿轮增速箱，所说的轴承座内安装联接主轴的主轴轴承，所说的锥齿轮增速箱内安装所说的主轴锥齿轮和垂直轴锥齿轮。
所说的增速箱的输出轴和发电机的输入轴之间安装联轴器，所说的发电机的输入轴上安装高速制动器。
所说的塔筒底部中心安装底盘，该底盘中心固定安装底盘转动轴，该底盘转动轴通过底盘转动轴承联接偏航外齿圈，该偏航外齿圈与底盘上安装的偏航驱动上的小齿轮啮合，偏航外齿圈与塔筒或地基预埋铁固定联接，所说的发电机和增速箱均固定在底盘上，所说的底盘转动中心处安装联接钢筒，该联接钢筒的上端固定在塔筒顶罩底面的转动中心。联接钢筒下端固定联接在底盘的转动中心处，联接钢筒上端联接在塔筒顶罩底面的转动中心处，在偏航驱动电机的驱动下，偏航驱动底部的小齿轮与偏航外齿圈啮合，带动底盘转动，底盘通过联接钢筒带动塔筒顶罩同步转动，从而带动风轮自动对风。塔筒顶罩内安装偏航刹车系统，底盘安装偏航刹车系统。发电机、增速箱、偏航驱动固定在底盘上，底盘与底盘转动轴固定联接，底盘转动轴下端与底盘转动轴承联接，这样，底盘由底盘转动轴承支撑并可以转动。塔筒顶罩由塔筒支撑并通过偏航轴承联接，塔筒顶罩可以带动风轮在塔筒上转动。
在所说的塔筒顶罩内安装用于桨叶变距控制的液压系统、塔筒顶罩的偏航锁紧的液压系统、液压油冷却系统、所需电柜的加热冷却系统、锥齿轮增速箱的冷却系统。
所说的底盘上安装用于发电机除湿及冷却系统、电柜及电柜加热冷却系统、增速箱冷却系统、底盘偏航锁紧、高速制动器的液压系统、液压油冷却系统。
有益效果：本发明的结构可使风力发电设备便于安装、维修、保养，同时降低塔筒顶部的负荷，使机组更安全可靠的运行。本发明的结构可将风轮产生的动力直接传递到地面位置，发电机、增速箱、偏航系统及相关系统在塔架底部的地面位置安放，除安装、维修、保养方便外，还可以降低整机的制造成本。由于安装有可转动的塔筒顶罩和底盘，所以可根据风向调整风轮，本发明经济实用，运行平稳。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-风轮桨叶，2-轮毂，3-主轴轴承，4-主轴，5-主轴锥齿轮，6-锥齿轮增速箱，7-垂直转动轴锥齿轮，8-塔筒顶罩，9-偏航轴承，10-垂直转动轴，11-联接钢筒，12-塔筒，13-垂直转动轴联轴器，14-增速箱，15-偏航驱动，16-联轴器，17-高速制动器，18-发电机，19-底盘，20-偏航外齿圈，21-底盘转动轴承，22-底盘转动轴。
具体实施方式
如图1所示，一种风力发电设备，在地面上固定塔筒12，该塔筒上面通过偏航轴承9联接塔筒顶罩8，偏航轴承可以使塔筒顶罩在塔筒上面转动，在所说的塔筒顶罩内安装轴承座和锥齿轮增速箱6，所说的轴承座内安装联接主轴4的主轴轴承3，主轴轴承和锥齿轮增速箱支撑所说的主轴，该主轴轴承联接的主轴的一端伸出塔筒顶罩，伸出塔筒顶罩的主轴轴端安装轮毂2，该轮毂上安装风轮桨叶1，该主轴的另一端联接主轴锥齿轮5，与该主轴锥齿轮啮合的为垂直转动轴锥齿轮7，所说的主轴锥齿轮和垂直轴锥齿轮均安装在所说的锥齿轮增速箱内，所说的垂直转动轴锥齿轮联接垂直转动轴10，该垂直转动轴的另一端通过垂直转动轴联轴器13联接增速箱14，该增速箱的输出轴通过联轴器16联接发电机18的输入轴，增速箱及发电机均安置在塔筒底部靠近地面处，所说的发电机的输入轴上安装高速制动器17，所说的塔筒底部中心安装底盘19，该底盘中心固定安装底盘转动轴22，该底盘转动轴通过底盘转动轴承21联接偏航外齿圈20，偏航外齿圈与塔筒或者地基预埋铁固定连接，该偏航外齿圈与底盘上安装的偏航驱动器15上的小齿轮啮合，所说的发电机和增速箱均固定在底盘上，所说的底盘转动中心处固定安装联接钢筒11，该联接钢筒的上端固定在塔筒顶罩底面的转动中心，在所说的塔筒顶罩内安装用于桨叶变距控制的液压系统、塔筒顶罩的偏航锁紧的液压系统、液压油冷却系统、所需电柜的加热冷却系统、锥齿轮增速箱的冷却系统。所说的底盘上安装用于发电机除湿及冷却系统、电柜及电柜加热冷却系统、增速箱冷却系统。风轮桨叶在风力作用下旋转，将动力通过轮毂传给主轴，主轴将动力通过主轴锥齿轮传给垂直转动轴锥齿轮，垂直转动轴锥齿轮将动力传给垂直转动轴，垂直转动轴将动力传给增速箱，垂直转动轴通过联轴器联接增速箱，增速箱通过联轴器带动发电机发电。联接钢筒下端固定联接在底盘的转动中心处，联接钢筒上端联接在塔筒顶罩底面的转动中心处，当风向变化风轮需要转向时，在控制系统和风向检测环节的配合下，在偏航驱动电机的驱动下，偏航驱动底部的小齿轮与偏航外齿圈啮合，带动底盘转动，底盘通过联接钢筒带动塔筒顶罩同步转动，从而带动风轮自动对风。
对于无齿箱风力发电机组，发电机直接安装在底盘上，发电机立式安装，发电机转子与垂直转动轴联接。

Claims (7)

1、一种风力发电设备，其特征在于：在地面上固定塔筒(12)，该塔筒上面安装主轴(4)，该主轴的一端安装风轮桨叶(1)，该主轴的另一端联接主轴锥齿轮(5)，与该主轴锥齿轮啮合的为垂直转动轴锥齿轮(7)，该垂直转动轴锥齿轮联接垂直转动轴(10)，该垂直转动轴的另一端联接塔筒底部靠近地面安置的增速箱(14)，该增速箱的输出轴联接塔筒底部靠近地面安置的发电机(18)。
2、根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于：所说的塔筒上面通过偏航轴承(9)联接塔筒顶罩(8)，该塔筒顶罩内安装所说的主轴，该主轴的一端伸出塔筒顶罩并联接轮毂(2)，该轮毂上安装所说的风轮桨叶。
3、根据权利要求2所述的风力发电设备，其特征在于：在所说的塔筒顶罩内安装轴承座和锥齿轮增速箱(6)，所说的轴承座内安装联接主轴的主轴轴承(3)，所说的锥齿轮增速箱内安装所说的主轴锥齿轮和垂直轴锥齿轮。
4、根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于：所说的增速箱的输出轴和发电机的输入轴之间安装联轴器(16)，所说的发电机的输入轴上安装高速制动器(17)。
5、根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于：所说的塔筒底部中心安装底盘(19)，该底盘中心固定安装底盘转动轴(22)，该底盘转动轴通过底盘转动轴承(21)联接偏航外齿圈(20)，该偏航外齿圈与底盘上安装的偏航驱动(15)上的小齿轮啮合，偏航外齿圈与塔筒或地基预埋铁固定联接，所说的发电机和增速箱均固定在底盘上，所说的底盘转动中心处安装联接钢筒(11)，该联接钢筒的上端固定在塔筒顶罩底面的转动中心。
6、根据权利要求2所述的风力发电设备，其特征在于：在所说的塔筒顶罩内安装用于桨叶变距控制的液压系统、塔筒顶罩的偏航锁紧的液压系统、液压油冷却系统、所需电柜的加热冷却系统、锥齿轮增速箱的冷却系统。
7、根据权利要求5所述的风力发电设备，其特征在于：所说的底盘上安装用于发电机除湿及冷却系统、电柜及电柜加热冷却系统、增速箱冷却系统、底盘偏航锁紧、高速制动器的液压系统、液压油冷却系统。
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