CN208669521U - 无级调速风力发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种无级调速风力发电系统，其包括：叶片、轮毂轴、塔筒以及发电装置。本实用新型以拖动式带传动方式，两个动力输入单元与调速套轴通过复合钢带连接，驱动齿轮组及发电机工作。同时取消传统风力发电机的变频器及箱式变压器，由高压鼠笼异步发电机配合无级调速装置替代实现电能连续、稳定的输出，具有较高的发电效率以及良好的环境效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种无级调速风力发电系统。
背景技术
风力发电是指将风的动能转为电能。由于风能是一种清洁能源，利用风力发电非常环保，且产生的电能非常巨大，因此越来越多的国家更加重视风力发电。目前，风力发电主要依靠风力发电机，其中，风力发电机的工作原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过变速箱将旋转的速度提升，来促使发电机发电或者不增速使用庞大的永磁直驱发电机配合昂贵的全功率变频器发电。然而，基于上述工作原理的风力发电机需要依靠变速箱，导致风力发电机的内部结构非常复杂；或者采用永磁直驱发电机配合全功率变频器成本高。同时，现有的风力发电机重量较重，从而提高了对于风力发电机整体的负荷要求以及成本。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种无级调速风力发电系统，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种无级调速风力发电系统,其包括：叶片、主机架、轮毂轴、塔筒、发电装置；
所述叶片安装于所述轮毂轴上，并带动轮毂轴转动，所述发电装置及所述轮毂轴安装于高空机舱内，所述轮毂轴由所述主机架上的多个呈圆周阵列布置小轴承构成的环列轴承支撑，所述发电装置将叶片输入的动力转化为电能，所述塔筒对所述机舱进行支撑；
所述发电装置包括：动力输入机构、传动机构以及发电机，所述动力输入机构通过所述传动机构带动所述发电机进行发电；
所述动力输入机构包括异步设置的：第一动力输入单元和第二动力输入单元，所述第一动力输入单元和第二动力输入单元并排设置于所述轮毂轴上；
任一动力输入单元包括：主盘、L型摆杆以及与所述主盘进行离合的移动滑车；
所述主盘套装于所述轮毂轴上，并随所述轮毂轴的转动进行同步运动，所述主盘周向的侧壁上等间距地设置有多个主凸，所述主盘两侧的侧壁上设置有与所述主凸的位置和数量相对应的多个推轮；
所述移动滑车包括：进行往复滑动的由所述主凸推动的滑车挂架以及与所述主盘进行离合的车体，所述移动滑车的滑动行程的一端为初始位置，另一端为切出位置，所述L型摆杆枢转连接于所述主盘的主机架上，并朝向所述主盘的侧壁设置，所述移动滑车位于切出位置时，所述推轮推动所述L型摆杆枢转，所述L型摆杆推动所述移动滑车切出；
所述传动机构包括：传动齿轮以及异步设置的第一传动单元和第二传动单元，任一传动单元包括：调速机构、离合机构、传动齿轮以及复位机构；
所述调速机构安装于所述传动齿轮两侧的齿轮轴上，任一侧的所述调速机构包括：套轴、调速块、丝杠、驱动伞齿轮环；
所述套轴包括：安装于所述传动齿轮的齿轮轴上并随所述齿轮轴同步转动的圆盘体，所述与圆盘体上开设有至少三个滑动槽，任一所述滑动槽中设置有所述丝杆以及螺接于所述丝杆上的沿所述滑动槽滑动的调速块，所述驱动伞齿轮环套装于所述圆盘体上，并与各滑动槽中的丝杆的一端传动连接，所述驱动伞齿轮环具有第一旋转方向以及与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向，所述驱动伞齿轮环沿所述第一旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块远离所述齿轮轴运动，沿所述第二旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块靠近所述齿轮轴运动；
所述离合机构安装于所述传动齿轮两侧的齿轮轴上，并位于所述调速机构一侧，两侧的离合机构异步设置，所述传动齿轮随所述调速机构通过离合机构的啮合同步运动，所述套轴通过复合钢带与对应动力输入单元的移动滑车传动连接，所述复位机构包括重物齿条，所述重物齿条与所述套轴一端的齿轮环相啮合；
所述传动齿轮与套装于发电轴上的从动齿轮相啮合；
所述发电机为高压鼠笼异步发电机。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述L型摆杆具有长臂以及与所述长臂的一端垂直连接的短臂，所述L型摆臂与所述主机架的枢转连接点位于所述长臂上，并靠近所述短臂设置。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述车体与滑车挂架之间通过键槽相配合，所述车体与滑车挂架之间还设置有弹簧。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述圆盘体为三个，相邻的圆盘体之间形成复合钢带的缠绕槽；所述调速块包括：一体成型的或彼此连接的滑动部和缠绕部，所述滑动部螺接于所述丝杆上并沿所述滑动槽滑动，所述缠绕部位于相邻的圆盘体之间；任一调速块的三个滑动部上均开设有与所述丝杆相螺接的螺孔。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述离合机构包括：锁紧爪块、驱动箍套、驱动套环以及离合齿轮盘；
所述锁紧爪块为若干个，若干个锁紧爪块相互抵靠地分布于所述驱动箍套的内侧，并与所述驱动箍套通过其上的楔形面进行贴紧，且所述锁紧爪块与所述驱动箍套贴合侧通过燕尾槽滑动连接，所述离合齿轮盘套装于所述传动齿轮的齿轮轴上，所述离合齿轮盘位于所述若干锁紧爪块的内侧，并与所述锁紧爪块相离合，所述驱动箍套和锁紧爪块通过侧面花键套于所述传动齿轮侧面键槽内，所述驱动套环包括第一驱动套环和第二驱动套环，所述第一驱动套环和第二驱动套环套于所述驱动箍套外圈，分别与所述驱动箍套通过螺纹连接，所述第一驱动套环和第二驱动套环与所述驱动箍套的连接螺纹方向相反。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述第一驱动套环保持固定不动时，所述驱动箍套随着所述传动齿轮的旋转，驱动所述锁紧爪块向心运动与所述离合齿轮抱紧啮合；所述第二驱动套环保持固定不动时，所述驱动箍套随着所述传动齿轮的旋转，驱动所述锁紧爪块往外运动与所述离合齿轮脱离。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，任一所述锁紧爪块与所述离合齿轮盘相离合的一面设置有细密的第一啮合齿，所述离合齿轮与所述锁紧爪块相离合的一面设置有细密的第二啮合齿。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述驱动箍套包括本体以及自所述本体上一体延伸而出的与所述锁紧爪块相配合的凸块。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，任一所述锁紧爪块包括离合部以及与离合部一体成型或固定连接的滑动部，所述离合部与所述离合齿轮盘相离合，所述滑动部沿所述键槽进行滑动。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述无级调速风力发电系统还包括液压涨紧机构，所述液压涨紧机构位于所述复合钢带的下方，其包括：弹簧自复位油缸、定滑轮和定滑轮托架，所述定滑轮安装于所述定滑轮托架上，所述弹簧自复位油缸与所述定滑轮托架传动连接，并驱动与所述定滑轮与所述复合钢带进行选择性抵靠。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，当所述移动滑车带动齿轮轴旋转时，所述弹簧自复位油缸活塞顶出将所述复合钢带涨紧收绳；当所述移动滑车临切出前，所述弹簧自复位油缸泄压，所述弹簧自复位油缸的活塞下落松绳，所述移动滑车卸载。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述轮毂轴为一贯通设置的空心轴，所述轮毂轴中安装一叶轮，所述叶轮具有与所述发电装置独立设置的另一液压发电装置。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述主盘周向外圈靠所述主凸侧始，沿所述复合钢带缠绕区域将主盘设置成阶梯型。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述离合机构为单向轴承。
作为本实用新型的无级调速风力发电系统的改进，所述动力输入机构和传动机构为相互配合的多组。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种无级调速风力发电系统,其包括：叶片、主机架、轮毂轴、塔筒、发电装置；
所述叶片安装于所述轮毂轴上，并带动轮毂轴转动，所述发电装置及所述轮毂轴安装于高空机舱内，所述轮毂轴由所述主机架上的多个呈圆周阵列布置小轴承构成的环列轴承支撑，所述发电装置将叶片输入的动力转化为电能，所述塔筒对所述机舱进行支撑；
所述发电装置包括：动力输入机构、传动机构以及发电机，所述动力输入机构通过所述传动机构带动所述发电机进行发电；
所述动力输入机构包括异步设置的：第一动力输入单元和第二动力输入单元，所述第一动力输入单元和第二动力输入单元并排设置于所述轮毂轴上；
任一动力输入单元包括：主盘、L型摆杆以及与所述主盘进行离合的移动滑车；
所述主盘套装于所述轮毂轴上，并随所述轮毂轴的转动进行同步运动，所述主盘周向的侧壁上等间距地设置有多个主凸，所述主盘两侧的侧壁上设置有与所述主凸的位置和数量相对应的多个推轮；
所述移动滑车包括：进行往复滑动的由所述主凸推动的滑车挂架以及与所述主盘进行离合的车体，所述移动滑车的滑动行程的一端为初始位置，另一端为切出位置，所述L型摆杆枢转连接于所述主盘的主机架上，并朝向所述主盘的侧壁设置，所述移动滑车位于切出位置时，所述推轮推动所述L型摆杆枢转，所述L型摆杆推动所述移动滑车切出；
所述传动机构包括：传动齿轮以及异步设置的第一传动单元和第二传动单元，任一传动单元包括：调速机构、单向轴承、传动齿轮以及复位机构；
所述调速机构安装于所述传动齿轮两侧的齿轮轴上，任一侧的所述调速机构包括：套轴、调速块、丝杠、驱动伞齿轮环；
所述套轴包括：安装于所述传动齿轮的齿轮轴上并随所述齿轮轴同步转动的圆盘体，所述与圆盘体上开设有至少三个滑动槽，任一所述滑动槽中设置有所述丝杆以及螺接于所述丝杆上的沿所述滑动槽滑动的调速块，所述驱动伞齿轮环套装于所述圆盘体上，并与各滑动槽中的丝杆的一端传动连接，所述驱动伞齿轮环具有第一旋转方向以及与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向，所述驱动伞齿轮环沿所述第一旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块远离所述齿轮轴运动，沿所述第二旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块靠近所述齿轮轴运动；
所述单向轴承安装于所述传动齿轮两侧的齿轮轴上，并位于所述调速机构一侧，两侧的单向轴承异步设置，所述传动齿轮随所述调速机构通过单向轴承同步运动，所述套轴通过复合钢带与对应动力输入单元的移动滑车传动连接，所述复位机构包括重物齿条，所述重物齿条与所述套轴一端的齿轮环相啮合；
所述传动齿轮与套装于发电轴上的从动齿轮相啮合；
所述发电机为高压鼠笼异步发电机。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型以拖动式带传动方式，两个动力输入单元与调速套轴通过复合钢带连接，驱动齿轮组及发电机工作。同时取消传统风力发电机的变频器及箱式变压器，由高压鼠笼异步发电机配合无级调速装置替代实现电能连续、稳定的输出，具有较高的发电效率以及良好的环境效益。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，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的附图。
图1为本实用新型的无级调速风力发电系统的立体示意图；
图2为图1中轮毂轴及发电装置的立体放大示意图；
图3为图2中发电装置的立体放大示意图；
图4为图2中主盘的立体放大示意图；
图5为图3中传动机构的立体放大示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至5所示，本实用新型的无级调速风力发电系统包括：叶片1、主机架、轮毂轴3、塔筒4、发电装置5。
其中，所述叶片1安装于所述轮毂轴3上，并带动轮毂轴3转动，所述发电装置5及所述轮毂轴3安装于高空机舱内，所述轮毂轴3由所述主机架上的多个呈圆周阵列布置小轴承构成的环列轴承支撑，所述发电装置5将叶片1输入的动力转化为电能，所述塔筒4对所述机舱进行支撑。
其中，所述轮毂轴3为一贯通设置的空心轴，所述轮毂轴3中安装一叶轮6，所述叶轮6具有与所述发电装置5独立设置的另一液压发电装置5。位于所述轮毂轴3内的叶轮6低于主系统运行的风速至主系统运行的风速范围内均运行发电。
具体地，所述发电装置5包括：动力输入机构7、传动机构8以及发电机9，所述动力输入机构7通过所述传动机构8带动所述发电机9进行发电。其中，所述动力输入机构7和传动机构8为相互配合的多组。优选地，所述动力输入机构7和传动机构8为一组。
所述动力输入机构7包括异步设置的：第一动力输入单元10和第二动力输入单元11，所述第一动力输入单元10和第二动力输入单元11并排设置于同一轮毂轴3上。
任一动力输入单元包括：主盘12、L型摆杆13以及与所述主盘12进行离合的移动滑车14。
所述主盘12套装于所述轮毂轴3上，并随所述轮毂轴3的转动进行同步运动。从而，所述轮毂轴3将叶片1旋转的动能，传递至所述主盘12带动其进行转动。其中，所述主盘12周向的侧壁上等间距地设置有多个主凸15，所述主盘12两侧的侧壁上设置有与所述主凸15的位置和数量相对应的多个推轮。
此外，所述主盘12周向外圈靠所述主凸15侧始，沿所述复合钢带缠绕区域将主盘12设置成阶梯型，修正所述主盘12通过所述复合钢带驱动套轴转动时所述复合钢带多圈重叠引起的速度差。
所述移动滑车14包括：进行往复滑动的由所述主凸15推动的滑车挂架16以及与所述主盘12进行离合的车体17，所述移动滑车14的滑动行程的一端为初始位置，另一端为切出位置。
此外，所述车体17与滑车挂架16之间通过键槽相配合，所述车体17与滑车挂架16之间还设置有弹簧。通过设置所述弹簧，所述移动滑车14复位时，通过所述车体17与所述滑车挂架16键槽内的弹簧可将所述车体17拉起至与所述主凸15能够配合的高度，便于所述主凸15带动所述车体17进行同步运动。
进一步地，所述L型摆杆13枢转连接于所述主盘12的主机架上，并朝向所述主盘12的侧壁设置，所述移动滑车14位于切出位置时，所述推轮推动所述L型摆杆13枢转，所述L型摆杆13推动所述移动滑车14切出。
在一个实施方式中，所述L型摆杆13具有长臂以及与所述长臂的一端垂直连接的短臂，所述L型摆臂与所述主机架的枢转连接点位于所述长臂上，并靠近所述短臂设置。
从而，所述推轮随所述主盘12转动到所述切出位置前，所述推轮推动所述L型摆杆13短臂驱动所述L型摆杆13转动，所述L型摆杆13长臂的端头随着所述L型摆杆13的转动下压驱动所述车体17与所述主凸15脱离，并压缩所述车头与移动滑车14悬挂车架键槽内的弹簧。所述车体17与所述主凸15脱离后复位时，通过所述车体17与所述移动滑车14架键槽内的弹簧将车体17拉起至与主凸15配合的高度。
所述传动机构8包括：传动齿轮18以及异步设置的第一传动单元19和第二传动单元20，从而，所述第一传动单元19和第二传动单元20异步错开，两者交替往复运动配合相应的所述离合机构22实现发电机9轴的连续旋转驱动。
具体地，任一传动单元包括：调速机构21、离合机构22及复位机构23。所述传动齿轮18与套装于发电轴上的从动齿轮相啮合。
所述调速机构21包括：套轴24、调速块25、丝杠26、驱动伞齿轮环27。
所述套轴24形成本实用新型的风力发电无级调速装置的主体结构，并实现调速块25、丝杠26、驱动伞齿轮环27的安装固定。
具体地，所述套轴24包括：安装于所述传动齿轮18的齿轮轴上并随所述齿轮轴同步转动的圆盘体。所述与圆盘体上开设有至少三个滑动槽，任一所述滑动槽中设置有所述丝杆以及螺接于所述丝杆上的沿所述滑动槽滑动的调速块25。
所述调速块25同时作为缠绕传动带的传动轴使用。所述驱动伞齿轮环27套装于所述圆盘体上，并与各滑动槽中的丝杆的一端传动连接。相应的，任一丝杆与所述驱动伞齿轮环27相配合的一端设置有伞齿轮。
优选地，至少三个滑动槽等间距周向地分布于所述齿轮轴的周侧。进一步优选地，所述滑动槽的数量为5个。相邻的滑动槽之间的夹角为72°。
所述驱动伞齿轮环27具有第一旋转方向以及与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向。从而，所述驱动伞齿轮环27沿所述第一旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块25远离所述齿轮轴运动，沿所述第二旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块25靠近所述齿轮轴运动。
无级调速装置驱动过程：所述驱动伞齿轮环27正转时同时驱动若干个所述丝杠26以自身中心轴为转轴正转，所述丝杠26转动驱动若干个所述调速块25向外扩张，传动轴的直径变大。所述驱动伞齿轮环27反转时同时驱动若干个所述丝杠26以自身中心轴为转轴反转，所述丝杠26转动驱动若干个所述调速块25向内收缩，传动轴的直径变小，从而实现传动比的变化。
在一个实施方式中，所述圆盘体为三个，相邻的圆盘体之间形成钢带缠绕槽。此时，所述调速块25包括：一体成型的或彼此连接的滑动部和缠绕部，所述滑动部螺接于所述丝杆上并沿所述滑动槽滑动，所述缠绕部位于相邻的圆盘体之间。为了与丝杆进行螺接，任一调速块25的三个滑动部上均开设有与所述丝杆相螺接的螺孔。
所述离合机构22安装于所述传动齿轮18两侧的齿轮轴上，并位于所述调速机构21一侧，两侧的离合机构22异步设置，所述传动齿轮18随所述调速机构21通过离合机构22的啮合同步运动。同时，所述调速机构21通过复合钢带与对应动力输入单元的移动滑车14传动连接。从而，所述主盘12可通过所述移动滑车14拉动所述复合钢带，并进一步带动传动齿轮18的齿轮轴进行旋转以实现动力的输出。
所述复位机构23用于实现移动滑车14的复位，其包括重物齿条，所述重物齿条与所述套轴24一端的齿轮环相啮合，并进行升降运动。从而，所述重物齿条随所述齿轮环传动时上升蓄能，所述重物齿条在离合机构22处于脱离状态时，由于重力作用下落，通过齿条配合驱动所述套轴24反转，进而复合钢带拉动移动滑车14进行复位。
所述离合机构22可以为锁紧爪块28抱紧式离合机构22。此外，所述离合机构22也可用单向轴承所替代，其中，单向轴承为一种现有的轴承。
当为锁紧爪块28抱紧式离合机构22时，离合机构22包括：锁紧爪块28、驱动箍套29、驱动套环30以及离合齿轮盘31。优选地，所述驱动箍套29、驱动套环30、离合齿轮盘31按照相互位置关系保持同心设置。
其中，所述锁紧爪块28为若干个，若干个锁紧爪块28相互抵靠地地分布于所述驱动箍套29的内侧，并与所述驱动箍套29通过其上的楔形面进行贴紧，且所述锁紧爪块28与所述驱动箍套29贴合侧通过燕尾槽滑动连接。
所述离合齿轮盘31套装于所述传动齿轮18的齿轮轴上，所述离合齿轮盘31位于所述若干锁紧爪块28的内侧，并与上所述锁紧爪块28相离合，所述驱动箍套29和锁紧爪块28通过侧面花键套于所述传动齿轮18侧面键槽内。
为了实现所述若干锁紧爪块28与离合齿轮盘31之间的离合作用，任一所述锁紧爪块28与所述离合齿轮盘31相离合的一面设置有细密的第一啮合齿，所述所述离合齿轮与所述锁紧爪块28相离合的一面设置有细密的第二啮合齿。从而，若干锁紧爪块28与离合齿轮盘31啮合时，可带动起其转动；当分离时，可停止施加作用力。
所述驱动套环30用于带动所述驱动箍套29进行运动，具体地，所述驱动套环30包括第一驱动套环30和第二驱动套环30，所述第一驱动套环30和第二驱动套环30套于所述驱动箍套29外圈，分别与所述驱动箍套29通过螺纹连接，所述第一驱动套环30和第二驱动套环30与所述驱动箍套29的连接螺纹方向相反。如此设置，所述第一驱动套环30和第二驱动套环30与驱动箍套29之间的连接螺纹还具有自锁功能。
在一个实施方式中，所述驱动箍套29包括本体以及自所述本体上一体延伸而出的与所述锁紧爪块28相配合的凸块。相对应地，任一所述锁紧爪块28包括离合部以及与离合部一体成型或固定连接的滑动部，所述离合部与所述离合齿轮盘31相离合，所述滑动部沿所述键槽进行滑动。
所述第一驱动套环30保持固定不动时，所述驱动箍套29随着所述传动齿轮18的旋转，驱动所述锁紧爪块28向心运动与所述离合齿轮抱紧啮合。所述第二驱动套环30保持固定不动时，所述驱动箍套29随着所述传动齿轮18的旋转，驱动所述锁紧爪块28往外运动与所述离合齿轮脱离。
具体地，所述离合齿轮盘31与所述传动齿轮18的齿轮轴配合时，所述第一驱动套环30在外界控制下固定不动，随着所述齿轮轴旋转带动所述驱动箍套29旋转，通过螺纹关系，所述驱动箍套29正向轴向移动。所述驱动箍套29通过楔形块结构驱动所述锁紧爪块28向心运动抱紧所述离合齿轮盘31。待完全抱紧后所述第一驱动套环30与外界控制脱离，随所述离合机构22与所述传动齿轮18同步旋转。
所述离合齿轮盘31与所述传动齿轮18的齿轮轴脱离时，所述第二驱动套环30在外界控制下固定不动，随着所述从动轴旋转带动所述驱动箍套29旋转，通过螺纹关系，所述驱动箍套29反向轴向移动。所述驱动箍套29通过楔形块结构驱动所述锁紧爪块28往外运动与所述离合齿轮脱离。待完全脱离后所述第二驱动套环30与外界控制脱离联系，随所述离合机构22与传动齿轮18同步旋转。
此外，为了便于移动滑车14与主盘12之间进行离合，所述无级调速风力发电系统还包括液压涨紧机构32，所述液压涨紧机构32位于所述复合钢带的下方，其包括：弹簧自复位油缸33、定滑轮34和定滑轮托架35。其中，所述定滑轮34安装于所述定滑轮托架35上，所述弹簧自复位油缸33与所述定滑轮托架35传动连接，并驱动与所述定滑轮34与所述复合钢带进行选择性抵靠。
从而，当所述移动滑车14带动齿轮轴旋转时，所述弹簧自复位油缸33活塞顶出将所述复合钢带涨紧收绳；当所述移动滑车14临切出前，所述弹簧自复位油缸33泄压，所述弹簧自复位油缸33的活塞下落松绳，辅助所述移动滑车14卸载。
所述发电机9为高压鼠笼异步发电机9。由于通过设置调速机构21，能够实现稳定的输出，从而上述高压鼠笼异步发电机9无需配备变频器和箱式变压器。
综上所述，本实用新型以拖动式带传动方式，两个动力输入单元与调速套轴24通过复合钢带连接，驱动齿轮组及发电机9工作。同时取消传统风力发电机9的变频器及箱式变压器，由高压鼠笼异步发电机9配合无级调速装置替代实现电能连续、稳定的输出，具有较高的发电效率以及良好的环境效益。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (15)
1.一种无级调速风力发电系统,其特征在于，所述无级调速风力发电系统包括：叶片、主机架、轮毂轴、塔筒、发电装置；
所述叶片安装于所述轮毂轴上，并带动轮毂轴转动，所述发电装置及所述轮毂轴安装于高空机舱内，所述轮毂轴由所述主机架上的多个呈圆周阵列布置小轴承构成的环列轴承支撑，所述发电装置将叶片输入的动力转化为电能，所述塔筒对所述机舱进行支撑；
所述发电装置包括：动力输入机构、传动机构以及发电机，所述动力输入机构通过所述传动机构带动所述发电机进行发电；
所述动力输入机构包括异步设置的：第一动力输入单元和第二动力输入单元，所述第一动力输入单元和第二动力输入单元并排设置于所述轮毂轴上；
任一动力输入单元包括：主盘、L型摆杆以及与所述主盘进行离合的移动滑车；
所述主盘套装于所述轮毂轴上，并随所述轮毂轴的转动进行同步运动，所述主盘周向的侧壁上等间距地设置有多个主凸，所述主盘两侧的侧壁上设置有与所述主凸的位置和数量相对应的多个推轮；
所述移动滑车包括：进行往复滑动的由所述主凸推动的滑车挂架以及与所述主盘进行离合的车体，所述移动滑车的滑动行程的一端为初始位置，另一端为切出位置，所述L型摆杆枢转连接于所述主盘的主机架上，并朝向所述主盘的侧壁设置，所述移动滑车位于切出位置时，所述推轮推动所述L型摆杆枢转，所述L型摆杆推动所述移动滑车切出；
所述传动机构包括：传动齿轮以及异步设置的第一传动单元和第二传动单元，任一传动单元包括：调速机构、离合机构、传动齿轮以及复位机构；
所述调速机构安装于所述传动齿轮两侧的齿轮轴上，任一侧的所述调速机构包括：套轴、调速块、丝杠、驱动伞齿轮环；
所述套轴包括：安装于所述传动齿轮的齿轮轴上并随所述齿轮轴同步转动的圆盘体，所述与圆盘体上开设有至少三个滑动槽，任一所述滑动槽中设置有所述丝杆以及螺接于所述丝杆上的沿所述滑动槽滑动的调速块，所述驱动伞齿轮环套装于所述圆盘体上，并与各滑动槽中的丝杆的一端传动连接，所述驱动伞齿轮环具有第一旋转方向以及与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向，所述驱动伞齿轮环沿所述第一旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块远离所述齿轮轴运动，沿所述第二旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块靠近所述齿轮轴运动；
所述离合机构安装于所述传动齿轮两侧的齿轮轴上，并位于所述调速机构一侧，两侧的离合机构异步设置，所述传动齿轮随所述调速机构通过离合机构的啮合同步运动，所述套轴通过复合钢带与对应动力输入单元的移动滑车传动连接，所述复位机构包括重物齿条，所述重物齿条与所述套轴一端的齿轮环相啮合；
所述传动齿轮与套装于发电轴上的从动齿轮相啮合；
所述发电机为高压鼠笼异步发电机。
2.根据权利要求1所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，所述L型摆杆具有长臂以及与所述长臂的一端垂直连接的短臂，所述L型摆臂与所述主机架的枢转连接点位于所述长臂上，并靠近所述短臂设置。
3.根据权利要求1所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，所述车体与滑车挂架之间通过键槽相配合，所述车体与滑车挂架之间还设置有弹簧。
4.根据权利要求1所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，所述圆盘体为三个，相邻的圆盘体之间形成复合钢带的缠绕槽；所述调速块包括：一体成型的或彼此连接的滑动部和缠绕部，所述滑动部螺接于所述丝杆上并沿所述滑动槽滑动，所述缠绕部位于相邻的圆盘体之间；任一调速块的三个滑动部上均开设有与所述丝杆相螺接的螺孔。
5.根据权利要求1所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，所述离合机构包括：锁紧爪块、驱动箍套、驱动套环以及离合齿轮盘；
所述锁紧爪块为若干个，若干个锁紧爪块相互抵靠地分布于所述驱动箍套的内侧，并与所述驱动箍套通过其上的楔形面进行贴紧，且所述锁紧爪块与所述驱动箍套贴合侧通过燕尾槽滑动连接，所述离合齿轮盘套装于所述传动齿轮的齿轮轴上，所述离合齿轮盘位于所述若干锁紧爪块的内侧，并与所述锁紧爪块相离合，所述驱动箍套和锁紧爪块通过侧面花键套于所述传动齿轮侧面键槽内，所述驱动套环包括第一驱动套环和第二驱动套环，所述第一驱动套环和第二驱动套环套于所述驱动箍套外圈，分别与所述驱动箍套通过螺纹连接，所述第一驱动套环和第二驱动套环与所述驱动箍套的连接螺纹方向相反。
6.根据权利要求5所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，所述第一驱动套环保持固定不动时，所述驱动箍套随着所述传动齿轮的旋转，驱动所述锁紧爪块向心运动与所述离合齿轮抱紧啮合；所述第二驱动套环保持固定不动时，所述驱动箍套随着所述传动齿轮的旋转，驱动所述锁紧爪块往外运动与所述离合齿轮脱离。
7.根据权利要求5所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，任一所述锁紧爪块与所述离合齿轮盘相离合的一面设置有细密的第一啮合齿，所述离合齿轮与所述锁紧爪块相离合的一面设置有细密的第二啮合齿。
8.根据权利要求5所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，所述驱动箍套包括本体以及自所述本体上一体延伸而出的与所述锁紧爪块相配合的凸块。
9.根据权利要求5所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，任一所述锁紧爪块包括离合部以及与离合部一体成型或固定连接的滑动部，所述离合部与所述离合齿轮盘相离合，所述滑动部沿所述键槽进行滑动。
10.根据权利要求1所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，所述无级调速风力发电系统还包括液压涨紧机构，所述液压涨紧机构位于所述复合钢带的下方，其包括：弹簧自复位油缸、定滑轮和定滑轮托架，所述定滑轮安装于所述定滑轮托架上，所述弹簧自复位油缸与所述定滑轮托架传动连接，并驱动与所述定滑轮与所述复合钢带进行选择性抵靠。
11.根据权利要求10所述的无级调速风力发电系统，其特征在于，当所述移动滑车带动齿轮轴旋转时，所述弹簧自复位油缸活塞顶出将所述复合钢带涨紧收绳；当所述移动滑车临切出前，所述弹簧自复位油缸泄压，所述弹簧自复位油缸的活塞下落松绳，所述移动滑车卸载。
12.根据权利要求1所述的无级调速风力发电系统,其特征在于，所述轮毂轴为一贯通设置的空心轴，所述轮毂轴中安装一叶轮，所述叶轮具有与所述发电装置独立设置的另一液压发电装置。
13.根据权利要求1所述的无级调速风力发电系统，其特征在于，所述主盘周向外圈靠所述主凸侧始，沿所述复合钢带缠绕区域将主盘设置成阶梯型。
14.根据权利要求1所述的无级调速风力发电系统，其特征在于，所述动力输入机构和传动机构为相互配合的多组。
15.一种无级调速风力发电系统,其特征在于，所述无级调速风力发电系统包括：叶片、主机架、轮毂轴、塔筒、发电装置；
所述叶片安装于所述轮毂轴上，并带动轮毂轴转动，所述发电装置及所述轮毂轴安装于高空机舱内，所述轮毂轴由所述主机架上的多个呈圆周阵列布置小轴承构成的环列轴承支撑，所述发电装置将叶片输入的动力转化为电能，所述塔筒对所述机舱进行支撑；
所述发电装置包括：动力输入机构、传动机构以及发电机，所述动力输入机构通过所述传动机构带动所述发电机进行发电；
所述动力输入机构包括异步设置的：第一动力输入单元和第二动力输入单元，所述第一动力输入单元和第二动力输入单元并排设置于所述轮毂轴上；
任一动力输入单元包括：主盘、L型摆杆以及与所述主盘进行离合的移动滑车；
所述主盘套装于所述轮毂轴上，并随所述轮毂轴的转动进行同步运动，所述主盘周向的侧壁上等间距地设置有多个主凸，所述主盘两侧的侧壁上设置有与所述主凸的位置和数量相对应的多个推轮；
所述移动滑车包括：进行往复滑动的由所述主凸推动的滑车挂架以及与所述主盘进行离合的车体，所述移动滑车的滑动行程的一端为初始位置，另一端为切出位置，所述L型摆杆枢转连接于所述主盘的主机架上，并朝向所述主盘的侧壁设置，所述移动滑车位于切出位置时，所述推轮推动所述L型摆杆枢转，所述L型摆杆推动所述移动滑车切出；
所述传动机构包括：传动齿轮以及异步设置的第一传动单元和第二传动单元，任一传动单元包括：调速机构、单向轴承、传动齿轮以及复位机构；
所述调速机构安装于所述传动齿轮两侧的齿轮轴上，任一侧的所述调速机构包括：套轴、调速块、丝杠、驱动伞齿轮环；
所述套轴包括：安装于所述传动齿轮的齿轮轴上并随所述齿轮轴同步转动的圆盘体，所述与圆盘体上开设有至少三个滑动槽，任一所述滑动槽中设置有所述丝杆以及螺接于所述丝杆上的沿所述滑动槽滑动的调速块，所述驱动伞齿轮环套装于所述圆盘体上，并与各滑动槽中的丝杆的一端传动连接，所述驱动伞齿轮环具有第一旋转方向以及与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向，所述驱动伞齿轮环沿所述第一旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块远离所述齿轮轴运动，沿所述第二旋转方向旋转时，通过所述丝杆的传动带动所述调速块靠近所述齿轮轴运动；
所述单向轴承安装于所述传动齿轮两侧的齿轮轴上，并位于所述调速机构一侧，两侧的单向轴承异步设置，所述传动齿轮随所述调速机构通过单向轴承同步运动，所述套轴通过复合钢带与对应动力输入单元的移动滑车传动连接，所述复位机构包括重物齿条，所述重物齿条与所述套轴一端的齿轮环相啮合；
所述传动齿轮与套装于发电轴上的从动齿轮相啮合；
所述发电机为高压鼠笼异步发电机。
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Cited By (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108843513A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-11-20 | 尉立 | 无级调速风力发电系统 |
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