CN205876612U - 双直驱式风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双直驱式风力发电机，包括塔筒以及两组发电单元，每组发电单元包括直驱发电机、支架以及风力发电叶片组，风力发电叶片组驱动连接于直驱发电机的输入端，直驱发电机安装于支架，支架安装于塔筒，两组发电单元的多个风力发电叶片组位于塔筒的顶部，且两组发电单元围绕塔筒的中心轴对称布置。该风力发电设备便于安装，节省安装成本，不需要设置多余的配重块来平衡发电组件的重力，节省了安装材料；多个发电单元同时发电，增加了发电量；一个发电单元损坏后，其他的发电单元还能够正常使用，提高了发电的效率。

Description

双直驱式风力发电机

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备领域，具体而言，涉及一种双直驱式风力发电机。

背景技术

双直驱式风力发电机是一种由风力直接驱动发电机，亦称无齿轮风力发动机，这种发电机采用电机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮箱这一传统部件。由于齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机中属易过载和过早损坏率较高的部件，因此，没有齿轮箱的双直驱式风力发动机，具备低风速时高效率、低噪音、高寿命、减小机组体积、降低运行维护成本等诸多优点。

发明人在研究中发现，传统的双直驱式风力发电机在使用过程中至少存在如下缺点：

其一、传统的双直驱式风力发电机需要考虑配重来平衡发电组件(位于塔筒的中心之外)的重力，即整个发电组件位于塔筒的顶部，且呈悬臂状态。为了增加发电量，需要增加叶片的长度，而叶片长度增加后，由于结构安全的限制，叶形不能完全做成相对理想的形状，降低了风能的利用效率；另外，能使用的材料也受到了较大的限制，材料费用增加；

其二、单一发电组风机在发生故障或检修时，100％不能正常发电，影响了发电组的使用效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双直驱式风力发电机，通过设置两个发电组件进而实现了相互之间的平衡，不需要设置多余的配重块来平衡位于塔筒重心之外的发电组件的重力，节省了安装材料，同时，提高了发电的效率。

本实用新型的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本实用新型提供了一种双直驱式风力发电机，其包括塔筒以及两组发电单元，其中，

每组所述发电单元包括直驱发电机、支架以及风力发电叶片组，所述风力发电叶片组驱动连接于所述直驱发电机的输入端，所述直驱发电机安装于所述支架，所述支架安装于所述塔筒，两组所述发电单元的多个所述风力发电叶片组位于所述塔筒的顶部，且两组所述发电单元围绕所述塔筒的中心轴对称布置。

在本实用新型较佳的实施例中，所述双直驱式风力发电机还包括安装架，所述安装架安装于所述塔筒的顶部，每组所述发电单元的所述支架均安装于所述安装架。

在本实用新型较佳的实施例中，所述风力发电叶片组包括轮毂以及多个叶片主体，多个所述叶片主体安装于所述轮毂，多个所述叶片主体围绕所述轮毂的中心轴均匀排布，所述轮毂连接于所述直驱发电机的输入端。

在本实用新型较佳的实施例中，所述叶片主体设置为三个。

在本实用新型较佳的实施例中，所述发电单元设置为两组。

在本实用新型较佳的实施例中，位于迎风端的所述发电单元的叶片主体的长度小于另一端的所述发电单元的叶片主体的长度。

在本实用新型较佳的实施例中，两组所述发电单元分别单独运行。

在本实用新型较佳的实施例中，所述发电单元还包括检测组件，所述检测组件与所述发电单元的输出端电连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述检测组件包括报警灯以及控制开关，所述控制开关用于控制所述报警灯的开启与关闭，所述报警灯与所述发电单元的输出端电连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述塔筒的横截面为圆形，所述塔筒的外径由其底端朝向其顶端的方向减缩。

本实用新型实施例的有益效果是：

综上所述，本实用新型提供了一种双直驱式风力发电设备，该设备结构简单合理，加工制造方便，制造成本低，同时，该风力发电设备便于安装，节省安装成本，不需要设置多余的配重块来平衡发电组件的重力，节省了安装材料；多个发电单元同时发电，增加了发电量；一个发电单元损坏后，其他的发电单元还能够正常使用，提高了发电的效率。具体如下：

本实施例提供的双直驱式风力发电设备，包括两组发电单元，两组发电单元均安装于塔筒上。两组发电单元绕塔筒的中轴线对称布置，两组发电单元安装在塔筒后，形成一个平衡的体系，两组发电单元相互作用保持平衡状态，不需要在每组发电单元上设置额外的配重块，节省了安装材料；由于将一套风力发电机组变成了两组，每组的体积和重量大大减小，便于运输和安装，减少了安装的成本。多个发电单元同时进行发电，能够提高风能的利用率，进而增加总的发电量，提高了发电的效率。在使用过程中，某个发电单元出现故障后，由于两组发电单元为单独结构，其他的发电单元能够正常使用，保证了双直驱式风力发电机能够持续使用，持续供电，使用更加方便可靠。由于设置有两组发电单元，每组发电单元的发电叶片主体相比于一个发电单元的发电叶片主体结构更加合理(叶片较短、叶根空间增加)，其叶型设计更加符合空气动力学原理，能够更加有效的利用风能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例一的双直驱式风力发电设备的示意图；

图2为本实用新型实施例一的发电单元的示意图；

图3为本实用新型实施例二的双直驱式风力发电设备的示意图。

图中：

塔筒100，发电单元200，安装架300，

双直驱式发电机101，支架102，风力发电叶片组103，

叶片主体201，轮毂202，报警灯203。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“竖直”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供了一种风力发电设备，其包括塔筒100、两组发电组件以及安装架300。

请参阅图2，每组发电组件包括双直驱式发电机101、支架102以及风力发电叶片组103。

风力发电叶片组103包括多个叶片主体201以及轮毂202，多个叶片主体201安装于轮毂202上，多个叶片主体201沿轮毂202的周向方向均匀设置，即多个叶片围绕轮毂202的中轴线对称布置，多个叶片主体201在风里的驱动下转动，进而带动轮毂202转动，多个叶片主体201均匀分布在轮毂202上，轮毂202的转动更加稳定可靠。在实际加工过程中，叶片主体201的长度按需设置，不需要加工过长，叶片主体201过长不能够保证其结构的合理性。传统的双直驱式风力发电机由于只安装了一个发电单元200，而为了提高风能的利用率，需要将叶片的长度加长，而叶片的长度过长后，受到结构的限制，其加工的精度不能达到要求，同时，叶片过长后，需要更重的配重块来平衡叶片的重力，进而增加了使用成本，安装成本相应的增加。

本实施例提供的双直驱式风力发电设备，由两组发电单元200构成，每组发电单元200单独设置，每组发电单元200都有单独的风力发电叶片组103，因此，通过改变每组发电单元200的叶片组结构同样能够实现对风能的利用，且能够合理设计风力发电叶片组103的结构，使其满足空气动力学原理，提高风能的利用率。本实施例的优选方案中，风力发电叶片组103的叶片主体201设置为三个，三个叶片主体201围绕轮毂202的中轴线对称布置，叶片主体201的数量合理，结构合理，能够大大提高对风能的利用率。

本实用新型实施提供的发电设备，包括两组发电单元，每组发电单元具有风力发电叶片组103，不需要加长叶片主体来获得叶轮的扫风面积(而是通过设置两组叶轮来保证总体扫风面积)，所以，每组叶片的结构可以做得相对简单，减少结构的制约，叶片主体的材料选择及叶形的选择余地增加，不仅可以节约材料费，更能提高风能利用效率，总体上改善了风力发电机(组)的效率和效益。请采阅图1，图中箭头指示的方向为风的吹向，也代表发电设备的迎风端，实际加工时，位于迎风端的所述发电单元的叶片主体的长度小于另一端的所述发电单元的叶片主体的长度，能够有效利用风能。

轮毂202为壳体结构，用于安装叶片主体201，使得多个叶片主体201能够有效配合，将动力输入到双直驱式发电机101，进而带动双直驱式发电机101进行发电。具体的，双直驱式发电机101包括发电机定子、发电机转子和位于发电机定子和发电机转子之间的永久磁铁，轮毂202与发电机转子固定连接，即轮毂202连接在双直驱式发电机101的输入端，多个叶片主体201在风力的驱动下转动，带动轮毂202转动，轮毂202转动进而带动发电机转子转动，实现发电。双直驱式发电机101将发出的电输出或者进行储存，便于使用。双直驱式发电机101为现有技术，本实施例中未对其结构进行改进，为了避免叙述重复累赘，在此不对其结构元件以及其工作原理进行详细的说明。

支架102为固定双直驱式发电机101的结构，通过将双直驱式发电机101安装于支架102上，再将支架102安装于塔筒100上，双直驱式发电机101的安装方便，双直驱式发电机101位于支架102上，支架102优选设置为壳体结构，双直驱式发电机101位于壳体内，不易受到风吹日晒，不易损坏，使用的寿命长。

显然，支架102设置为壳体结构，能够减轻整体的重量，便于安装。支架102内部设置有多个安装部，分别安装双直驱式发电机101的各个元器件，每个元器件分布在不同的安装部内，整体的结构牢固、紧凑，优选设置为，双直驱式发电机101采用螺栓固定连接于支架102，便于后期的维修或者更换，降低了使用的成本。支架102优选采用合金材料制成，其结构强度高、不易腐蚀损坏，使用寿命长。

本实施例提供的双直驱式风力发电设备，包括两组发电单元200，两组发电单元200围绕塔筒100的中心轴对称布置，这样，两组发电单元200能够保持相对的平衡，不需要设置多余的配重块来平衡发电单元200的发电叶片组的重力，节省了安装的成本，且吊装更加方便。同时，由于安装不需要大型(相对于单一风机)的起吊设备，不仅费用节省，更重要的是为风力发电机在内陆复杂的地理条件和运输下安装风力发电机提供了可能性，为风力发电机的更普遍利用提供了便利条件。例如，传统的安装一个发电单元200需要吊装的重量为100t，需要适合吊装100t的吊装机进行吊装工作，每小时吊装成本为3w元，需要吊装3小时，则总的成本价为9w元；本实施例提供的双直驱式风力发电设备，优选设置为，发电单元200为两组，则每组发电单元200的重量为50t，能够使用较小型号的吊装机进行吊装工作，而较小吊装机吊装时每小时需要花费2w元，每组发电单元200吊装的时间为2小时，两组发电单元200吊装花费的总的费用为8w元，因此，节省了吊装的成本。

本实施例提供的双直驱式风力发电设备，设置有两组发电单元200，每组发电单元200单独设置，每组发电单元独立运行，每组发电单元200发电量可以单独供设备使用，也可以通过一根线路输送出去，连接时灵活多变，满足不同情况的使用需求。两组发电单元200共同发电，两组发电单元200能够提高风力发电量，提高风能的利用率。进一步的，每组发电单元200单独设置，为独立的结构，在使用过程中，其中一组发电单元200损坏时，不会影响其他发电单元200的正常使用，其他的发电单元200能够正常发电，整个双直驱式风力发电设备的使更加安全可靠，能够持续的进行发电，提高了发电机组的使用效率。

本实施例的优选方案中，发电单元200设置为两组，两组发电单元200位于塔筒100的中心面的两侧且对称设置，两组发电单元200的双直驱式发电机101的转轴共线，设置两组发电单元200，便于安装，能够提高风力的利用率。在实际应用过程中，为了保证两组发电单元200的风力发电叶片组103不会相互影响，该实施例的可选方案中，两组发电单元200的两个风力发电叶片组103之间的距离为1m－3m，叶片转动时，不会相互影响，同时，两组发电单元200能够互相平衡，不需要设置配置块，节省了安装的材料和降低了安装的难度。

塔筒100为支撑发电单元200的结构，塔筒100竖直设置，为了提高塔筒100的稳定性，不易倾倒，能够将发电单元200支撑在更高的高度上，提高发电单元200的发电效率，塔筒100设置为圆柱形筒，塔筒100的加工方便，塔筒100的外径由其底端朝向顶端的方向减缩，整个塔筒100呈一个圆台形，更加稳固，支撑更加安全。

安装架300为框架结构，节省加工材料，便于支架102的安装，安装架300安装于塔筒100的顶部，再将发电单元的支架安装于安装架上，发电单元的安装更加方便。

实施例2

本实施例也提供了一种风力发电设备，本实施例是在实施例一的技术方案的基础上的进一步改进，实施例一已经公开的技术方案同样适用于本实施例，为了避免叙述重复累赘，实施例一已经描述的技术方案不再重复描述，具体如下：

本实施例是针对发电单元200在使用过程中损坏时不能及时发现进行的改进，本实施例中，发电单元200还包括检测组件，检测组件与发电机的输出端连接，检测组件的信号输出可以反应在终端设备上，当发电单元200正常工作时，检测组件能够检测到发电单元200的正常使用状态，进而确认发电单元200未损坏。每组发单单元均设置有检测组件，能够及时检测每组发电单元200的工作状态，保证双直驱式风力发电设备的正常使用。

请参阅图3，检测组件优选设置为，其包括报警灯203以及控制开关，控制开关控制报警灯203的开启以及关闭，报警灯203与发电单元200的输出端电连接，在使用过程中，报警灯203处于开启状态，当发电单元200损坏后，不能够正常进行发电时，则报警灯203熄灭，实现报警功能，提醒工作人员进行检修，保证发电单元200能够及时完成检修工作。为了节省电源，可以使用控制开关控制报警灯203的工作状态，有工作人员进行实时检测或者发电单元200进行电能输出时，可以关闭报警灯203，节省能源。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双直驱式风力发电机，其特征在于，包括塔筒以及两组发电单元，其中，

每组所述发电单元包括直驱发电机、支架以及风力发电叶片组，所述风力发电叶片组驱动连接于所述直驱发电机的输入端，所述直驱发电机安装于所述支架，所述支架安装于所述塔筒，两组所述发电单元的多个所述风力发电叶片组位于所述塔筒的顶部，且两组所述发电单元围绕所述塔筒的中心轴对称布置。

2.根据权利要求1所述的双直驱式风力发电机，其特征在于，所述双直驱式风力发电机还包括安装架，所述安装架安装于所述塔筒的顶部，每组所述发电单元的所述支架均安装于所述安装架。

3.根据权利要求1所述的双直驱式风力发电机，其特征在于，所述风力发电叶片组包括轮毂以及多个叶片主体，多个所述叶片主体安装于所述轮毂，多个所述叶片主体围绕所述轮毂的中心轴均匀排布，所述轮毂连接于所述直驱发电机的输入端。

4.根据权利要求3所述的双直驱式风力发电机，其特征在于，所述叶片主体设置为三个。

5.根据权利要求3所述的双直驱式风力发电机，其特征在于，所述发电单元设置为两组。

6.根据权利要求5所述的双直驱式风力发电机，其特征在于，位于迎风端的所述发电单元的叶片主体的长度小于另一端的所述发电单元的叶片主体的长度。

7.根据权利要求1所述的双直驱式风力发电机，其特征在于，两组所述发电单元分别独立运行。

8.根据权利要求1所述的双直驱式风力发电机，其特征在于，所述发电单元还包括检测组件，所述检测组件与所述发电单元的输出端电连接。

9.根据权利要求8所述的双直驱式风力发电机，其特征在于，所述检测组件包括报警灯以及控制开关，所述控制开关用于控制所述报警灯的开启与关闭，所述报警灯与所述发电单元的输出端电连接。

10.根据权利要求1所述的双直驱式风力发电机，其特征在于，所述塔筒的横截面为圆形，所述塔筒的外径由其底端朝向其顶端的方向减缩。