CN207864104U - 一种用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，包括主动轴、传动轴以及从动轴，主动轴由风机叶片驱动转动，传动轴由上至下设有第一传动齿轮和第二传动齿轮，主动轴上的主动齿轮与第一传动齿轮增速传动啮合，第二传动齿轮与从动轴上的从动齿轮增速传动啮合，从动轴下端的主动锥齿轮同时与三个从动锥齿轮增速传动啮合，从动锥齿轮的锥齿轮轴分别通过离合机构与一个发电机的主轴相连。本实用新型使发电机组实现一拖多、自由拖断，低风速即可起动，且可根据不同风速风力选择搭载不同数量的发电机，提高风能利用效率，此外，当其中一台发电机故障维修时其余发电机可正常使用，而无需整个发电机组全部停机检修，从而保证发电的持续性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变速箱，更具体地说，本实用新型涉及一种用于风力发电机机组的变速箱。
背景技术
随着石油、煤等传统能源的储量告急，越来越多的国家开始重视可持续发展的新能源。而风能是适用范围最广的新能源之一。传统的风力发电机叶片多为水平轴风力发电机，但水平轴风力发电机需正对风向才能达到期望的效率，当风向变化时便需随时调整叶片朝向，并且水平轴风力发电机多适用于风力较大的地区，安装维修也不方便。故而越来越多的科研人员将研究方向转向垂直轴风力发电机。垂直轴风力发电具有扭矩大、起转低、效率高、设备安装方便、空间大、定格性好、延性强等特点。传统的风力发电机机组，一组叶片驱动一个发电机，这使得每组叶片都存在由发电机的结构及额定功率限制的最适宜风速，而当风速过低时，叶片的转速很低，无法带动发电机发电，而当风速过高时，发电机可能因过载而发生故障或早已满载而无法提高发电量，这影响了对风能的利用效率。故而风力发电站通常只能建造在风大且风力较为稳定的地区。而且此种一拖一的模式使得当发电机故障时只能停机检修，无法保证发电的连续性。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，其通过变速箱提高驱动发电机的驱动轴的转速，并且改变了叶片组与发电机的连接方式，解决了现有技术中所存在的低风速无法发电以及发电机故障时只能停机检修的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，包括主动轴、传动轴以及从动轴，主动轴由风机叶片驱动转动，传动轴由上至下依次设有第一传动齿轮和第二传动齿轮，其中，主动轴上的主动齿轮与所述第一传动齿轮增速传动啮合，所述第二传动齿轮与从动轴上的从动齿轮增速传动啮合，从动轴下端的主动锥齿轮同时与三个从动锥齿轮增速传动啮合，每个从动锥齿轮的锥齿轮轴分别通过一个离合机构与一个发电机的主轴相连。
相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
此变速箱使发电机组实现一拖多，即一组叶片驱动多台发电机，并且可实现自由拖断，这使发电机组低风速即可起动，且可根据不同风速风力选择搭载不同数量的发电机，当风速高时也可通过增加搭载的发电机或更换更高功率的发电机而防止发电机过载并充分利用风能；此外，当发电机组中一台发电机故障时本实用新型可保证其余发电机正常使用，而无需全部停机检修，保证发电的持续性。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图；
图2为本实用新型的一个实施例的离合机构轴向剖视图；
图3为本实用新型的一个实施例的离合机构的A-A剖视图。
附图标记：主动轴201、主动齿轮202、第一传动齿轮203、传动轴204、第二传动齿轮205、从动齿轮206、从动轴207、主动锥齿轮301、从动锥齿轮302、锥齿轮轴303、主轴401、主动盘500、电磁线圈501、从动盘600、磁性块601。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步阐述：
结合图1，本实用新型提出了一种用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，包括主动轴201、传动轴204以及从动轴207，主动轴201由风机叶片驱动转动，传动轴204由上至下依次设有第一传动齿轮203和第二传动齿轮205，其中，主动轴201上的主动齿轮202与所述第一传动齿轮203增速传动啮合，所述第二传动齿轮205与从动轴207上的从动齿轮206增速传动啮合，从动轴207下端的主动锥齿轮301同时与三个从动锥齿轮302增速传动啮合，每个从动锥齿轮302的锥齿轮轴303分别通过一个离合机构与一个发电机的主轴401相连。
此变速箱使发电机组实现一拖多，即一组叶片驱动多台发电机，并且可实现自由拖断，这使发电机组低风速即可起动，且可根据不同风速风力选择搭载不同数量的发电机，当风速高时也可通过增加搭载的发电机或更换更高功率的发电机而防止发电机过载并充分利用风能；此外，当发电机组中一台发电机故障时本实用新型可保证其余发电机正常使用，而无需全部停机检修，保证发电的持续性。
优选的是，所述传动轴204设置为与主动轴201相互平行的三根，且所述主动轴201与从动轴207呈上下分布且同轴设置。采用这种方案可使变速箱内齿轮运转稳定，并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求选用一根、两根或更多根传动轴204。
优选的是，所述主动齿轮202和第一传动齿轮203均位于机壳的上安装腔内，所述从动齿轮206和第二传动齿轮205均位于机壳的下安装腔内。采用这种方案可以使各齿轮轴的支撑更加稳定，并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求选用其它支撑固定方式。
优选的是，三个从动锥齿轮302以主动锥齿轮301的轴线上的点为圆心呈圆形阵列。采用此方案可使齿轮运转稳定，并使发电机排布均匀且利于散热，同时也预留有足够的检修空间，并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求选择其它排布方式。
优选的是，所述齿轮均为斜齿轮。采用这种方案具有使传动过程平稳，冲击、振动和噪声小的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求选用螺旋齿轮、人字齿轮等。
优选的是，结合图2和图3，所述离合机构为电磁离合器，包括与所述锥齿轮轴303固定连接的主动盘500和与发动机主轴401固定连接的从动盘600，所述主动盘500朝从动盘600的一侧设有能容纳从动盘600的槽，槽壁均匀分布若干电磁线圈501，所述从动盘600位于所述槽中并与槽壁间具有间隙，所述从动盘600与每个电磁线圈501对应位置处均设有磁性块601。当电磁线圈501通电时，产生磁性，每个电磁线圈501均与其所对应的磁性块601产生吸引作用，使得从动盘600受到四个方向的拉力(吸力)而处于固定悬空的位置，由于巨大的电磁力的作用，使得主动盘500旋转时从动盘600也随之同步旋转，达到磁性连接传动的目的，而当电磁线圈501未通电时，从动盘600不跟随主动盘500旋转。采用这种方案具有可实现远程控制各个发电机的启停、或根据风速计反馈的实时数据自动控制发电机的启停的有利之处，并且磁性连接传动可以有效避免接触摩擦，提升使用寿命，尤其对一些高精度零件轴，起到了良好的保护作用，防止相应轴因表面局部磨损而报废，大大延长使用寿命。在本实施例中，为了尽量全部避免磁性的局部干扰，电磁铁可以安装在不粘磁的316L制成的主动盘500内或者主动盘采用高强度塑料等其它不粘磁的金属制成，而磁性块可以直接选用生铁等粘磁材料，或者采用永磁体，但需要保证永磁体的安装极性符合上述相应要求，其他材料根据需要也可选择非粘磁材料。此外补充说明一点，对于从动盘600与主动盘500中其中之一与自由轴相连时，即其中一个盘所在的轴是一根并未安装在相应设备上而被始终固定或是限定位置的轴，例如是一根可自由拔插且不相连的轴，在电磁铁通电时，从动盘600在开始旋转过程中到达工作时，由于电磁铁磁场的综合作用，从动盘600可迅速自然地到达悬空固定位置，倘若为了更加稳定，可以将从动盘600与主动盘500之间沿其径向设置两根限位柱，该限位柱两端分别位于从动盘600和主动盘500的两相对侧面上的限位条孔内，并使得从动盘600到达悬空固定位置时，限位柱仅位于条孔内而不与条孔内壁接触，以便干扰磁性连接传动，设置限位柱只是为了便于断电时相应的电磁铁和磁性块之间不分离错位过大。上述实施方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求选用其它的离合机构及控制方式。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，其特征在于：包括主动轴、传动轴以及从动轴，主动轴由风机叶片驱动转动，传动轴由上至下依次设有第一传动齿轮和第二传动齿轮，其中，主动轴上的主动齿轮与所述第一传动齿轮增速传动啮合，所述第二传动齿轮与从动轴上的从动齿轮增速传动啮合，从动轴下端的主动锥齿轮同时与三个从动锥齿轮增速传动啮合，每个从动锥齿轮的锥齿轮轴分别通过一个离合机构与一个发电机的主轴相连。
2.根据权利要求1所述用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，其特征在于：所述传动轴设置为与主动轴相互平行的三根，且所述主动轴与从动轴呈上下分布且同轴设置。
3.根据权利要求1或2所述用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，其特征在于：所述主动齿轮和第一传动齿轮均位于机壳的上安装腔内，所述从动齿轮和第二传动齿轮均位于机壳的下安装腔内。
4.根据权利要求3所述用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，其特征在于：三个从动锥齿轮以主动锥齿轮的轴线上的点为圆心呈圆形阵列。
5.如权利要求4所述的一种用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，其特征在于：所述齿轮均为斜齿轮。
6.如权利要求5所述的一种用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱，其特征在于：所述离合机构为电磁离合器，包括与所述锥齿轮轴固定连接的主动盘和与发动机主轴固定连接的从动盘，所述主动盘朝从动盘的一侧设有能容纳从动盘的槽，槽壁均匀分布若干电磁线圈，所述从动盘位于所述槽中并与槽壁间具有间隙，所述从动盘与每个电磁线圈对应位置处均设有磁性块，并且电磁线圈通电后与其相对应的磁性块之间均产生排斥或者均产生吸引作用。
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| CN201820265948.3U CN207864104U (zh) | 2018-02-23 | 2018-02-23 | 一种用于低风速垂直轴风力发电机机组的变速箱 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110296037A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-01 | 李楠楠 | 双层发电机以及风力发电平台 |
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2018
- 2018-02-23 CN CN201820265948.3U patent/CN207864104U/zh active Active
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