五级变桨风力发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种五级变桨风力发电装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展和生活水平的提高，对能源特别是环保能源的需求越来越大，能源短缺的现象日益加剧，迫切需要全社会共同解决，风力发电作为一种经济环保的可再生能源已引起人们的高度重视，目前风电技术多种多样，由于技术应用上的不同，许多项目成本高，经济效益差，风电企业不依赖国家补贴很难生存。而目前应用最成熟的三叶片螺旋桨式风力发电机，从它的结构和应用上看存在很多不足，1三叶机一端固定于风轮中心，靠单叶延伸，受材科和技术的限制，继续发展更大型的风叶困难大。2叶片延伸越长叶间间隔越大，相对风能利用率低，3叶片上下叶尖速度不一样，风阻也不一样，由于是单一调桨，不能满足风叶不同处凋桨的要求，4重力集中在轴中心惯性差，5叶片相对较少，不规律阵风影响较大，6对风场，公路要求高，吊装困难。各方面成本高，相对效益差。
【发明内容】
[0003]本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种五级变桨风力发电装置，能够解决现有技术中的不足，该装置增加了风叶，增加了风轮实度，降低了风机启动风速，降低了风场条件，通过五级分级变桨，满足桨叶在不同层，不同风速下的调桨要求，风叶变短，降低了制造运输安装难度，减轻了成本，实现更好的风力发电。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]五级变桨风力发电装置，包括支撑架和固定在支撑架上的风轮，在所述风轮与所述支撑架之间设有发电机，所述发电机与风轮为同一轴线安装，其特征在于:所述风轮包括风轮轴和风叶支架，所述风叶支架两侧的中心部通过法兰安装在所述风轮轴的两端，所述风叶支架的两侧形成安装面，所述安装面包括5个不同直径、等间隔排列、同心设置的安装环，5个安装环通过10个主筋连接成一个整体，10个主筋以风轮轴为圆心进行环形排列，固定在法兰上；所述风叶支架两侧安装面上的主筋之间设有连接杆、安装环之间设有横档；在所述风叶支架两侧相邻安装环之间分别设有第一级叶片、第二级叶片、第三级叶片和第四级叶片，所述第一级叶片、所述第二级叶片、所述第三级叶片和所述第四级叶片分别为隔角安装在横档上；还包括第五级叶片，所述第五级叶片位于最外侧的安装环上、设置在2个主筋之间的连接杆上；所述第一级叶片、所述第二级叶片、所述第三级叶片、所述第四级叶片、所述第五级叶片各带有变桨电机。
[0006]对本发明做进一步优选，所述第一级叶片的数量、所述第二级叶片的数量、所述第三级叶片的数量、所述第四级叶片的数量、所述第五级叶片的数量都为5个，且为等间隔排列。
[0007]对本发明做进一步优选，所述风轮轴上设有3路滑环电路，其中一路滑环电路用于对第一级叶片、第二级叶片进行供电，还有一路滑环电路对第三级叶片、第四级叶片进行供电，另外一路滑环电路对第五级叶片进行供电。
[0008]对本发明做进一步优选，所述支撑架的底部设有底盘，在所述底盘的底部设置带有驱动电机的滑轮，还包括与所述滑轮相配的圆轨道。
[0009]对本发明做进一步优选，所述圆轨道固定在地面上。
[0010]对本发明做进一步优选，所述发电机安装在支撑架上。
[0011]对本发明做进一步优选，所述风轮从侧视方向看呈T型，圆心部分宽，圆周外窄。
[0012]对本发明做进一步优选，所述第五级叶片的长度不短于风叶支架直径的1/4。
[0013]对本发明做进一步优选，所述第一级叶片的宽度、所述第二级叶片的宽度、所述第三级叶片的宽度、所述第四级叶片的宽度、所述第五级叶片的宽度整体和风叶支架相同，成T型状。
[0014]对本发明做进一步优选，所述第一级叶片、所述第二级叶片、所述第三级叶片、所述第四级叶片和所述第五级叶片是符合空气动力学的翼叶。
[0015]与现有技术相比较，本发明具有以下的有益效果:
[0016]本发明中的所述风轮包括风轮轴和风叶支架，所述风叶支架两侧的中心部通过法兰安装在所述风轮轴的两端，这样形成对称安装，稳定性好。本发明对现有的风叶支架进行了改了，所述风叶支架的两侧形成安装面，所述安装面包括5个不同直径、等间隔排列、同心设置的安装环，也就是说安装环为5个，大小不一，但是在安装时为等间隔同心安装设置，处于同一水平面，通过10个主筋进行加固连接安装，一般主筋安装在安装环的侧面上，所以5个安装环通过10个主筋连接成一个整体，同时10个主筋以风轮轴为圆心进行环形排列，这样的目的是为了形成一个稳定的风叶支架；为了提高整个风轮的稳定性，在风叶支架之间进行了设置，即风叶支架主筋之间设有连接杆，将主筋之间进行连接加固，还有在风叶支架上的安装环之间设有横档，通过横档对安装环之间进行加固；由此可以形成一个稳定性好的风叶支架。
[0017]本发明在风叶支架上设置风叶，在风叶支架上的相邻安装环之间分别设有第一级叶片、第二级叶片、第三级叶片和第四级叶片，风叶支架上共有10个安装环，也就是说同等直径的安装环为5组，在相邻的安装环组设置第一级叶片、第二级叶片、第三级叶片和第四级叶片，其中所述第一级叶片、所述第二级叶片、所述第三级叶片和所述第四级叶片分别为隔角安装在横档上，这就是说，第二级叶片的安装位置为2个相邻第一级叶片之间，同理，第三级叶片的安装位置为2个相邻第二级叶片之间，第四级叶片的安装位置为2个相邻第三级叶片之间，第一级叶片与第三级叶片为同一条直径上安装，第二级叶片与第四级叶片在同一条直径上安装；本发明还包括第五级叶片，所述第五级叶片位于最外侧的安装环上，同时设置在2个主筋之间的连接杆上，这2个主筋分别位于风轮支架的两侧安装面上，这个第五级叶片与第一级叶片、第二级叶片、第三级叶片、第四级叶片处于非直线上安装；本发明中所述第一级叶片、所述第二级叶片、所述第三级叶片、所述第四级叶片、所述第五级叶片各带有变桨电机；本发明通过变桨电机对叶片进行角度调整，这样每一级叶片都可以根据风速和风轮转速调整角度，达到在不同风速下，升力最大，阻力最小。
[0018]本发明中的叶片有25个，即所述第一级叶片的数量、所述第二级叶片的数量、所述第三级叶片的数量、所述第四级叶片的数量、所述第五级叶片的数量都为5个；这样本发明风轮上共有25个风叶，通过对变桨电机的设置，在一定范围转动，这样的控制风叶就在一定的角度在转动，当风吹来的吹来的时候，风叶就会转动至适合最佳的迎风角度。
[0019]本发明增加了风叶架，同时适当增加了风叶提高风轮实度，比一般的三叶机增加了 40%降低了启动风速和额定风速，同时风叶架使风叶变短，风叶强度增加，抗风力提高，使用风速范围变宽。提高了风能利用率。
[0020]本发明五级变桨是利用五级不同的变桨风叶来调整不同风速，不同叶尖速比下不同级风叶的角度，来降低风叶在高速运行时的风阻，减小了风阻，提高了风轮转速。提高了风机效益。而目前运行中的三叶机为了提高风轮转速，克服风叶在高速运行时的风阻，将风叶上部做得尖而窄。本发明设置5级叶片，每一级叶片都可以根据风速和风轮转速调整角度，达到在不同风速下，升力最大，阻力最小，这一点是三叶机没有做到的。例如，风轮直径为70米的三叶机，在7级风速下，假如风轮转速为20转/分，此时叶尖速度为70米/秒，离风轮中心20米处风叶速度也有40米/秒，从风轮中心到叶尖处风叶的风阻遂渐变大，越接近叶尖处风阻越大。三叶机运转原理是启动时需要增大风叶桨角，以增大风叶的受风面积，获得最大的启动力，启动时风叶上下同步，当启动后它要获得最大的升力，使风轮转速最快，而最大的升力在桨角12度左右，此时对于高速运动风叶来说风叶运动方向的受阻面积最大，风阻也最大，叶片上下就不同步了，这是一对矛盾，三叶机是牺牲叶片上部面积来减小风阻，所以它越往上做得越尖越窄。而本发明很好的解决了这一问题。
[0021]本发明同三叶机比多了风叶架，增加了一定的风阻，但是增加了风轮架使整个风轮重心外移，风轮的惯性增大了，在惯性的作用下风轮的运转更为平稳。25片风叶设置在不同角度和不同的区间，分布更合理，阵风和测风对风轮的影响减小，这个也是三叶机不能做到的。
[0022]本发明把涡轮效应减少到最小，通常情况，风轮叶片越多，叶间速比越低，而影响叶间速比的除了叶型外也有涡轮效应。而本发明风轮叶片虽然比三叶机多了，但和其它多叶机不同，本发明采用的是符合力原理的升力型翼叶。由于叶片变短，又不对称分布在不同的方向和不同的区间，涡轮效应影响相对较小。
[0023]本发明大幅降低了制造，运输，安装成本，对公路的要求降低，维护和维修更方便，另外本发明风能利用率高，对风场风速要求低，风场规模大小对成本的影响小，投资压