CN201615030U - 一种多叶片带传动增速风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多叶片带传动增速风力发电机组，其包括有风轮、风轮轴、风轮轴前支架、风轮轴后支架、传动系统、回转平台、基础固定平台、发电机等。优点：该实用新型采集风能效率高，适应风速的动态范围大，能充分利用风能；制造成本降低，设备制造工艺简单，投资小，维护费用低，对场地要求不高；风电机组轻便，现场安装便捷，无需大型吊装设备。

Description

一种多叶片带传动增速风力发电机组

技术领域：

本实用新型涉及一种风力发电设备，尤其涉及一种多叶片带传动增速风力发电机组。

背景技术：

目前风力发电机组大多是三叶采风，一种是借助于齿轮箱增速的风力发电机组，另一种是无齿轮箱直驱多极永磁大直径电机的风力发电机组，这两种风力发电机组都有相应的缺点。

发电机位于三桨叶风轮的中心，风轮中心点的旋转线速度很低，由于发电机定子和转子之间需要很高的线切割速度，因此发电机和风轮之间需要加装齿轮变速箱来提高转速，也可以采用大直径发电机来提高定子和转子之间的线切割速度，而去掉齿轮箱。然而，无论是加装齿轮变速箱或采用低转速大直径发电机都会极大的增加风力发电机的成本。

发电机位于风轮的中心，风轮输出功率的部位也在风轮的中心，输出功率是旋转线速度和扭力的乘积，而风轮中心部位的旋转线速度很低、扭力很大，因此，对中心转轴和桨叶的力矩强度要求很高，导致中心转轴和桨叶很重；

由于对桨叶的力矩强度要求很高，所以桨叶设计时，主要考虑了桨叶的力矩强度，而不能顾及桨叶的采风效率，桨叶虽然很长，扫掠半径很大，而风能采集效率却很低。

采风桨叶和中心转轴与塔身为悬臂连接结构，悬臂连接的结构强度低，用悬臂来支撑很重的中心转轴和桨叶，对中心转轴和悬臂支撑部件的强度要求很高。

在高风速时三桨叶风轮的自由转速很高，必须通过带载、变桨距和完善的刹车装置来限制转速，否则会形成高转速的飞车，造成风电机组的损毁。变桨距和刹车装置都会增加风电机组的成本。

因此三桨叶风电机组的缺点是设备很重、风能采集效率很低、成本很高。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种采集风能效率高、成本低，适应风速的动态范围大，可承受较大的风力的一种多叶片带传动增速风力发电机组。

本实用新型的目的由如下技术方案实施：一种多叶片带传动增速风力发电机组包括有风轮、风轮轴、风轮轴前支架、风轮轴后支架、传动系统、回转平台、基础固定平台、发电机；所述风轮轴两端分别置于所述风轮轴前支架和风轮轴后支架顶端，所述风轮轴前支架和所述风轮轴后支架的底部固定在所述回转平台上，所述回转平台上至少设置一台所述发电机，所述发电机通过所述传动系统与所述风轮连接；所述回转平台下部与所述基础固定平台连接。

所述回转平台由回转上平台和回转下平台的中心部位通过中心定位桶旋转活动连接；所述中心定位桶由内桶和外套桶组成，所述外套桶套于所述内桶之外，以所述内桶为轴旋转连接；所述外套桶固定于所述回转上平台中心部位，所述内桶固定于所述回转下平台中心部位所述回转上平台下均匀设置有至少3个支撑轮，所述支撑轮与所述回转下平台活动接触。

所述回转上平台的周边至少设置三个L形延伸杆，所述L形延伸杆延伸至所述回转下平台周边底部，所述L形延伸杆的末端设置有延伸杆轮，所述延伸杆轮与所述回转下平台下面接触。

所述风轮由风轮叶片、所述风轮轴、轮圈和两个轴套组成三角支撑结构，所述轴套分别置于所述风轮轴两端，所述风轮叶片均匀设置在所述轮圈两侧，每侧所述风轮叶片至少有三片，所述风轮叶片两端分别与所述轮圈和所述轴套斜向连接。

所述轴套包括固定套、移动套和弹簧件，所述固定套固定在所述风轮轴上，所述移动套置于所述固定套外部，通过所述弹簧件连接。

所述传动系统为皮带传动系统，所述传动系统为至少一个或一个以上，其中所述传动系统包括皮带、皮带涨紧器和带轮组成；所述皮带一端绕在所述风轮的轮圈上，所述皮带另一端绕在对应的所述发电机的所述带轮上。

所述风轮轴后支架上设置有风向航舵装置。

所述风轮采用高分子轻型复合材料，重量轻、成本低。

所述皮带采用高耐磨橡胶涂层和高分子复合材料纤维交织带组成，具有重量轻、柔软、强力高、耐磨性好、耐屈挠、抗冲击性好的特点。

所述发电机是一种高转速永磁发电机。

本实用新型的优点：

1、功率是旋转线速度和扭力的乘积，本风电机组风轮功率输出的部位在风轮外圈，风轮外圈旋转线速度很高，扭力很小，因此，可以通过皮带将风轮功率直接输送到高转速发电机，减掉了齿轮箱，降低了成本，同时高转速发电机的体积小，成本也低。

2、风轮所产生的风能功率，主要分布在整个风轮的边缘，风轮功率输出的部位也在风轮边缘的外圈上，同时，风轮外圈线速度很高扭力很小，所以，风轮叶片所承受的力矩很小，对风轮的整体结构强度要求很低，这样就极大的降低了风轮的制造成本。

3、风轮叶片所承受的力矩很小，所以在设计风轮叶片时，不用过多顾及叶片的力矩强度，而主要考虑叶片的风能采集效率，这样就极大的提高了整个风轮的风能采集效率。

4、风轮为多叶片结构，在高风速和空载时的最高自由转速有限，同时风轮用两个支架支撑，所以，不存在飞车问题，这样就减掉了复杂的限速装置，降低了成本。

5、风向航舵装置是一套低成本自控装置，在风电机组达到最大额定功率或在轻载和空载时，上回转平台会自动偏离风向来降低风能采集量，从而取代了复杂的变桨距系统，降低了成本。

6、本中功率风电机组，具有制造工艺简单、重量轻、架设安装便捷、无需大型吊装设备，对架设场地要求不高等优点，可架设安装在公路两侧、土丘和山包等场地。

附图说明：

图1为本实用新型整体结构主视图。

图2为本实用新型整体结构侧视图。

图3为本实用新型回转平台的结构示意图。

图4为本实用新型风轮的结构示意图。

图5为本实用新型轴套的结构示意图。

图6为本实用新型中心定位桶的结构示意图。

风轮1，风轮轴2，风轮轴前支架3、风轮轴后支架4、传动系统5、回转平台6、基础固定平台7、发电机8，回转上平台9，回转下平台10，中心定位桶11，支撑轮12，L形延伸杆13，延伸杆轮14，风轮叶片15，轮圈16，轴套17，固定套18，移动套19，弹簧件20，风向航舵装置21，皮带22，内桶23，外套桶24，皮带涨紧器25和带轮26。

具体实施方式：

实施例1：一种多叶片带传动风力发电机包括有风轮1、风轮轴2、风轮轴前支架3、风轮轴后支架4、传动系统5、回转平台6、基础固定平台7、发电机8；风轮轴2两端分别置于风轮轴前支架3和风轮轴后支架4顶端，风轮轴前支架3和风轮轴后支架4的底部固定在回转平台6上，回转平台6上设置一台发电机8，也可根据传动系统8配置的皮带22的条数，相应设置2台，或3台，或4台以上的发电机8；发电机8通过传动系统5与风轮1连接；回转平台6下部与基础固定平台7连接。风轮轴后支架4上设置有风向航舵装置21。

发电机8是一种高转速永磁发电机。

回转平台6由回转上平台9和回转下平台10的中心部位通过中心定位桶11旋转活动连接；中心定位桶11由内桶23和外套桶24组成，外套桶24套于内桶23之外，以内桶23为轴旋转连接；外套桶24固定于回转上平台9的中心部位，内桶固定于回转下平台10的中心部位。回转上平台9下均匀设置有7个支撑轮12，根据风力发电机组的功率大小和机体大小，也可相应设置3个、或4个、或5个、或6个，或7个以上的支撑轮12。支撑轮12与回转下平台10活动接触。回转上平台9的周边至少设置9个L形延伸杆13，根据风力发电机组的功率大小和机体大小，也可相应设置3个、或4个、或5个、或6个，或7个，或8个，或9个以上的L形延伸杆13；L形延伸杆13延伸至回转下平台10周边底部，L形延伸杆13的末端设置有延伸杆轮14，延伸杆轮14与回转下平台10下面接触。

风轮1由风轮叶片15、风轮轴2、轮圈16和两个轴套17组成三角支撑结构，轴套17分别置于风轮轴2两端，风轮叶片15均匀设置在轮圈16两侧，每侧轮圈16设有8片风轮叶片15，根据风力发电机组的功率大小和机体大小，也可每侧轮圈16设有3片、或4片、或5片、或6片，或7片，或8片以上的风轮叶片15；风轮叶片15两端分别与轮圈16和轴套17斜向连接。风轮1采用高分子轻型复合材料，重量轻、成本低。

轴套17包括固定套18、移动套19和弹簧件20，固定套18固定在风轮轴2上，移动套19置于固定套18外部，通过弹簧件20连接。该结构采用多弹簧水平柔性缓冲结构，风速大时移动套19可在固定套18上滑动，风压变化时风轮1具有柔性缓冲性能，降低了风力发电机组的结构强度要求，节约了材料，降低了成本。

传动系统5为皮带传动系统，传动系统5为两个传动系统，根据风力发电机组的功率大小和机体大小，也可设置1个传动系统或2个传动系统以上。

其中传动系统5包括皮带22、皮带涨紧器25和带轮26组成；皮带22一端绕在风轮1的轮圈16上，皮带22另一端绕在对应的发电机8的带轮26上。

传动系统5包括皮带22、皮带涨紧器25和带轮26组成；皮带22采用高耐磨橡胶涂层和高分子复合材料纤维交织带组成。重量轻柔软，强力高，耐磨性好，耐屈挠，抗冲击性好。

Claims (10)

1.一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：其包括有风轮、风轮轴、风轮轴前支架、风轮轴后支架、传动系统、回转平台、基础固定平台、发电机；所述风轮轴两端分别置于所述风轮轴前支架和风轮轴后支架顶端，所述风轮轴前支架和所述风轮轴后支架的底部固定在所述回转平台上，所述回转平台上至少设置一台所述电机，所述电机通过所述传动系统与所述风轮连接；所述回转平台下部与所述基础固定平台连接。

2.根据权利要求1所述的一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：所述回转平台由回转上平台和回转下平台的中心部位通过中心定位桶旋转活动连接；所述中心定位桶由内桶和外套桶组成，所述外套桶套于所述内桶之外，以所述内桶为轴旋转连接；所述外套桶固定于所述回转上平台中心部位，所述内桶固定于所述回转下平台中心部位；所述回转上平台下均匀设置有至少3个支撑轮，所述支撑轮与所述回转下平台活动接触。

3.根据权利要求2所述的一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：所述回转上平台的周边至少设置三个L形延伸杆，所述L形延伸杆延伸至所述回转下平台周边底部，所述L形延伸杆的末端设置有延伸杆轮，所述延伸杆轮与所述回转下平台下面接触。

4.根据权利要求1所述的一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：所述风轮由风轮叶片、所述风轮轴、轮圈和两个轴套组成三角支撑结构，所述轴套分别置于所述风轮轴两端，所述风轮叶片均匀设置在所述轮圈两侧，每侧所述风轮叶片至少有三片，所述风轮叶片两端分别与所述轮圈和所述轴套斜向连接。

5.根据权利要求4所述的一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：所述轴套包括固定套、移动套和弹簧件，所述固定套固定在所述风轮轴上，所述移动套置于所述固定套外部，通过所述弹簧件连接。

6.根据权利要求1所述的一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：所述传动系统为皮带传动系统，所述传动系统为至少一个或一个以上，其中所述传动系统包括皮带、皮带涨紧器和带轮组成；所述皮带一端绕在所述风轮的轮圈上，所述皮带另一端绕在所述发电机的所述带轮上。

7.根据权利要求1所述的一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：所述风轮轴后支架上设置有风向航舵装置。

8.根据权利要求1所述的一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：所述风轮采用高分子轻型复合材料。

9.根据权利要求6所述的一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：所述皮带采用高耐磨橡胶涂层和高分子复合材料纤维交织带组成。

10.根据权利要求1所述的一种多叶片带传动增速风力发电机组，其特征在于：所述发电机是一种高转速永磁发电机。

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