CN221003001U - 一种风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组，属于风力发电的技术领域，包括塔架主体结构，所述塔架主体结构包括塔架，以及设于塔架顶部的机舱，所述机舱连接有导流罩，所述风力发电机组还包括风力发电结构和无线振动传感结构，所述风力发电结构包括位于导流罩内的轮毂，所述轮毂螺纹连接有叶片，所述叶片位于导流罩外侧，所述机舱内设有用于驱动轮毂转动的驱动结构；所述无线振动传感结构包括位于轮毂与叶片连接处的振动传感器。本实用新型通过无线振动传感结构的使用，可以实时监测风力发电机组的振动情况和内部设备的工作状况，掌握机组的运行状态及时发现异常振动，预防机组故障发生，提高机组的安全性和稳定性。

Description

一种风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电的技术领域，尤其涉及一种风力发电机组。

背景技术

风力发电机组是将风的动能转换为电能的系统。风能是一种清洁无公害的可再生能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。

现有的风力发电机组大多具有单一的风力发电功能，对内部设施的检测能力较弱，只能等设备出现问题时才能够发现，检测能力弱使得风力发电机组效率低、安全隐患大。比如轮毂高强度的振动会造成的轮毂损坏，轮毂损坏会导致发电效率下降，也会导致发电机失控，造成叶片脱落等，可能会对设备和人员造成安全威胁。因此，本实用新型提供了一种风力发电机组。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种风力发电机组。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种风力发电机组，包括塔架主体结构，所述塔架主体结构包括塔架，以及设于塔架顶部的机舱，所述机舱连接有导流罩，所述风力发电机组还包括风力发电结构和无线振动传感结构，所述风力发电结构包括位于导流罩内的轮毂，所述轮毂螺纹连接有叶片，所述叶片位于导流罩外侧，所述机舱内设有用于驱动轮毂转动的驱动结构；所述无线振动传感结构包括位于轮毂与叶片连接处的振动传感器。

进一步的，所述驱动结构包括位于机舱内与轮毂连接的主轴，所述主轴连接有增速机，所述机舱内还设有位于增速机旁侧的发电机。

进一步的，所述机舱内还设有控制系统，以及与控制系统连接的无线通信模块，所述机舱外设有风力检测器、温度检测器和气压检测器。

进一步的，所述机舱内设有位于主轴底部的偏航系统，所述偏航系统包括呈圆柱状的偏航驱动结构，所述偏航系统还包括偏航马达，以及设于偏航马达内部的滑垫保持结构。

进一步的，所述叶片包括上片体和下片体，所述上片体的底部宽度小于下片体的顶部宽度，且所述上片体与下片体滑动连接，所述下片体底部设有微型电机，所述微型电机连接有升降组件，用于带动上片体伸缩进入下片体内部。

进一步的，所述微型电机顶部连接有减速器，用于调节微型电机的转动速度。

进一步的，所述升降组件包括位于上片体内的升降杆，所述升降杆外部设有外螺纹，所述下片体内设有与升降杆连接的套筒，所述套筒内部设有与外螺纹适配的内螺纹。

进一步的，所述叶片由高强度、高轻质的材料制成。

进一步的，所述轮毂内部设有减震垫。

综上所述，与现有技术相比，上述技术方案的有益效果是：

(1)通过无线振动传感结构的使用，可以实时监测风力发电机组的振动情况和内部设备的工作状况，掌握机组的运行状态，及时发现异常振动，预防机组故障发生，提高机组的安全性和稳定性；

(2)通过无线振动传感结构的使用，可实现远程监控，便于运维人员实时获取数据，进行故障诊断和维护管理；

(3)通过上片体和下片体，以及升降组件的设置，使上片体能伸缩到下片体内部，减少了因设备故障而导致叶片脱落等问题，提高了设备使用的安全性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型机舱结构示意图；

图3为本实用新型叶片结构示意图；

图4为本实用新型轮毂结构示意图。

1、塔架；2、机舱；3、导流罩；4、轮毂；5、叶片；6、振动传感器；7、主轴；8、增速机；9、偏航系统；10、发电机；11、蓄电池；12、控制系统；13、无线通信模块；14、风力检测器；15、温度检测器；16、气压检测器；17、上片体；18、下片体；19、微型电机；20、减速器；21、升降组件；22、套筒；23、升降杆。

具体实施方式

以下结合全部附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型实施例公开一种风力发电机组。

参照图1-图4，一种风力发电机组，包括塔架主体结构、风力发电结构和无线振动传感结构，塔架主体结构包括塔架1，塔架1竖直设置，塔架1顶部设有机舱2，机舱2连接有导流罩3。风力发电结构包括位于导流罩3内的轮毂4，轮毂4螺纹连接有叶片5，叶片5位于导流罩3外侧，机舱2内设有用于驱动轮毂4转动的驱动结构。轮毂4为固定式三圆柱形，如图4所示，且内部设有减震垫，减震垫用于进一步缓存叶片5带来的震动。轮毂4采用球墨铸铁，轮毂4由高强度、耐腐蚀、轻质的材料制成，例如铝合金或复合材料，它的外形设计能够最大程度地利用风能，并且能够承受恶劣天气和环境条件的影响。

叶片5是风力发电机组中最基础和最关键的部件，对叶片5的要求有：密度轻且具有最佳的疲劳强度和力学性能，能经受暴风等极端恶劣条件和随机负载的考验；弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲线都正常，传递给整个发电系统的负载稳定性好，不得在失控(飞车)的情况下在离心力的作用下拉断并飞出，亦不得在风压的作用下折断，也不得在飞车转速以下范围内产生引起整个风力发电机组的强烈共振。

在本实用新型实施例中，叶片5由高强度、高轻质的材料制成。例如玻璃纤维、碳纤维或铝合金等，这种材料能够承受恶劣天气和环境条件的影响的同时，高轻质的材料便于风力带动叶片5旋转；叶片5外侧采用耐腐蚀、耐紫外线照射处理，这种处理用于进一步加固叶片5对恶劣天气和环境条件的承受力。

参照图3，叶片5自上向下宽度依次增大，叶片5包括上片体17和下片体18，上片体17的底部宽度小于下片体18的顶部宽度，且上片体17与下片体18滑动连接，使得上片体17能够滑动至下片体18内部，下片体18底部设有微型电机19，微型电机19连接有升降组件21，用于带动上片体17伸缩进入下片体18内部。微型电机19顶部连接有减速器20，减速器20的顶部与升降组件21连接，减速器20用于调节微型电机19的转动速度。

升降组件21采用螺旋升降的方式。在本实用新型实施例中，升降组件21包括位于上片体17内的升降杆23，升降杆23外部设有外螺纹，下片体18内设有与升降杆23连接的套筒22，套筒22内部设有与外螺纹适配的内螺纹。当升降杆23与套筒22配合使用时，套筒22通过扭矩向升降杆23施加力，升降杆23根据施加力的方向调整自身位置，即升降杆23运动至套筒22内，同时带动上片体17向下片体18内伸缩。

驱动结构包括位于机舱2内与轮毂4连接的主轴7，主轴7连接有增速机8，机舱2内还设有位于增速机8旁侧的发电机10。机舱2内设有位于主轴7底部的偏航系统9，偏航系统9包括呈圆柱状的偏航驱动结构，偏航系统9还包括偏航马达，以及设于偏航马达内部的滑垫保持结构。机舱2内还设有控制系统12，以及与控制系统12连接的无线通信模块13，机舱2外设有风力检测器14、温度检测器15和气压检测器16，分别用来检测外界风力、温度和气压。偏航系统9的工作原理是通过偏航马达驱动发电机组实现水平转向，当风向发生变化时。

控制系统12会通过风力检测器14检测风向信号，然后控制偏航系统9调整滑垫保持结构，使发电机组发电的方向与风向垂直。其中，偏航系统是现有技术，此处不做详细阐述。

无线振动传感结构包括位于轮毂4与叶片5连接处的振动传感器6和蓄电池11。

蓄电池11采用铅酸蓄电池，蓄电池11用于储存发电机组产生的电。其中，铅酸蓄电池成本相对低，抗震动和抗振动性能好，适合用于高温和低温环境，且循环寿命短，充电和放电速度较慢，不易受到记忆效应的影响。

利用风力带动叶片5旋转，叶片5旋转带来的动力由轮毂4传给主轴7，再由主轴7经过增速机8，并通过增速机8提升旋转的速度，然后由偏航系统9使发电机组发电的方向与风向垂直，之后便可流入蓄电池11进行储存。

在运行过程中，振动传感器6用于检测轮毂4和叶片5的震动状况；风力检测器14、温度检测器15、气压检测器16分别用于检测发电机组外部的风力、温度和气压；当振动传感器6或其他检测设备检测到异常状况时，控制系统12会通过无线通信模块13向相应设备发送信息，并通过升降组件21驱动上片体17伸缩到下片体18内部，升降组件21采用螺旋升降的方式，使套筒22通过扭矩向升降杆23施加力，升降杆23会根据施加力的方向调整自身的位置，使升降杆23伸入套筒22内部，由于升降杆23与上片体17连接，使得上片体17能够伸入下片体18内部，从而降低叶片5脱落带来的风险。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (9)

1.一种风力发电机组，包括塔架主体结构，所述塔架主体结构包括塔架(1)，以及设于塔架(1)顶部的机舱(2)，所述机舱(2)连接有导流罩(3)，其特征在于：所述风力发电机组还包括风力发电结构和无线振动传感结构，所述风力发电结构包括位于导流罩(3)内的轮毂(4)，所述轮毂(4)螺纹连接有叶片(5)，所述叶片(5)位于导流罩(3)外侧，所述机舱(2)内设有用于驱动轮毂(4)转动的驱动结构；所述无线振动传感结构包括位于轮毂(4)与叶片(5)连接处的振动传感器(6)。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组，其特征在于：所述驱动结构包括位于机舱(2)内与轮毂(4)连接的主轴(7)，所述主轴(7)连接有增速机(8)，所述机舱(2)内还设有位于增速机(8)旁侧的发电机(10)。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组，其特征在于：所述机舱(2)内还设有控制系统(12)，以及与控制系统(12)连接的无线通信模块(13)，所述机舱(2)外设有风力检测器(14)、温度检测器(15)和气压检测器(16)。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组，其特征在于：所述机舱(2)内设有位于主轴(7)底部的偏航系统(9)，所述偏航系统(9)包括呈圆柱状的偏航驱动结构，所述偏航系统(9)还包括偏航马达，以及设于偏航马达内部的滑垫保持结构。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组，其特征在于：所述叶片(5)包括上片体(17)和下片体(18)，所述上片体(17)的底部宽度小于下片体(18)的顶部宽度，且所述上片体(17)与下片体(18)滑动连接，所述下片体(18)底部设有微型电机(19)，所述微型电机(19)连接有升降组件(21)，用于带动上片体(17)伸缩进入下片体(18)内部。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电机组，其特征在于：所述微型电机(19)顶部连接有减速器(20)，用于调节微型电机(19)的转动速度。

7.根据权利要求5所述的一种风力发电机组，其特征在于：所述升降组件(21)包括位于上片体(17)内的升降杆(23)，所述升降杆(23)外部设有外螺纹，所述下片体(18)内设有与升降杆(23)连接的套筒(22)，所述套筒(22)内部设有与外螺纹适配的内螺纹。

8.根据权利要求1所述的一种风力发电机组，其特征在于：所述叶片(5)由高强度、高轻质的材料制成。

9.根据权利要求1所述的一种风力发电机组，其特征在于：所述轮毂(4)内部设有减震垫。