一种实现多级风能利用的多叶轮风力机结构的制作方法

本实用新型涉及风能发电技术领域，尤其涉及一种实现多级风能利用的多叶轮风力机结构。

背景技术：

目前，国家正进行着调整能源结构、减少温室气体排放、缓解环境污染、加强能源安全已成为国内外关注的热点。国家对可再生能源的利用，特别是风能开发利用给予了高度重视。风力发电并入常规电网运行，向大电网提供电力。常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机，这是风力发电的主要发展方向。但是传统风机设计过程中，每个塔筒顶部安装一个叶轮，这样能够在尽量高的风速下，收集更多的能源。但是不可避免的，在塔筒下部存在部分空间，这里的风速不能有效利用，一般，塔筒下约10-40米的空间是没有进行有效利用的。尽管该处的风速比高空低，但在风况好的地方，这些风是存在很可观的利用价值的。所以，在塔筒下部安装了一对或者两对小风机，可以提升整个风场能源利用率。在小风机运行期间，为了吸收更多风能，需要整个风轮最大面积对风，因而进行偏航运动。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种实现多级风能利用的多叶轮风力机结构，解决常规风力发电机塔筒下部的风能利用率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种实现多级风能利用的多叶轮风力机结构，包括通过连接架连接并安装在塔筒的外周侧上的上回转导轨和下回转导轨，所述上回转导轨和下回转导轨通过支撑桁架对称安装有两个风机机头，所述风机机头包括叶轮和发电机，所述上回转导轨和下回转导轨通过支承轴承安装在所述塔筒的外周侧上，所述下回转导轨上安装有回转齿轨，所述支撑桁架上固定安装有调节所述风机机头与风向相对的偏航电机，其中偏航电机与所述回转齿轨通过齿轮啮合传动。

进一步的，所述上回转导轨与所述下回转导轨同轴安装，且位于所述下回转导轨的上方。

再进一步的，所述上回转导轨和所述下回转导轨安装在所述塔筒的下部的10-40米高度位置。

再进一步的，所述偏航电机与风速变化的方向同步运转，且其延迟时间为0～30秒，当风向与风轮对风方向相差大于15°时，偏航电机开始驱动。。

再进一步的，所述偏航电机通过塔筒上的控制系统进行控制，其中用于偏航电机运转的风向信号接收顶部大叶轮控制系统的信号。

再进一步的，两个所述风机机头关于所述塔筒的轴线对称，并通过所述支撑桁架安装在所述上回转导轨和下回转导轨上。

再进一步的，所述支撑桁架为三角架形结构，在湍流大的风场，风速波动大，引起回转机构运动频繁，为了降低这些波动带来的疲劳损伤，三角架形结构与塔筒接触位置处安装有多个活动连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：本申请中通过而本专利所述的多叶轮风力机采用导轨的回转机构，大范围降低了整套设备的成本，使之较大型风机具备优势。风场风况复杂，在极端情况下受力很大，为了使回转机构和支撑结构可靠性高，设计有多个三角支撑。在湍流大的风场，风速波动大，引起回转机构运动频繁，为了降低这些波动带来的疲劳损伤，设计有多个活动连接件。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型实现多级风能利用的多叶轮风力机结构的主体示意图；

图2为本实用新型实现多级风能利用的多叶轮风力机结构安装中的示意图；

图3为本实用新型实现多级风能利用的多叶轮风力机结构中局部图的。

附图标记说明：1、塔筒；2、连接架；3、上回转导轨；4、下回转导轨；401、回转齿轨；5、风机机头；501、支撑桁架；6、驱动机构；7、刹车机构。

具体实施方式

如图1-3所示，一种实现多级风能利用的多叶轮风力机结构，包括通过连接架2连接并安装在塔筒1的外周侧上的上回转导轨3和下回转导轨4，所述上回转导轨3和下回转导轨4通过支撑桁架501对称安装有两个风机机头5，所述风机机头5包括叶轮和发电机，所述上回转导轨3和下回转导轨4通过支承轴承安装在所述塔筒1的外周侧上，所述下回转导轨4上安装有回转齿轨401，所述支撑桁架501上固定安装有调节所述风机机头5与风向相对的偏航电机，其中偏航电机与所述回转齿轨401通过齿轮啮合传动。

本实施例中，所述上回转导轨3与所述下回转导轨4同轴安装，且位于所述下回转导轨4的上方，所述上回转导轨3和所述下回转导轨4安装在所述塔筒1的下部的10-40米高度位置，用于对较低空的风能得到有效地利用。所述偏航电机与风速变化的方向同步运转，且其延迟时间为0-30秒，当风向与风轮对风方向相差大于15°时，偏航电机开始驱动，优选延迟5秒。所述偏航电机通过塔筒上的控制系统进行控制，其中用于偏航电机运转的风向信号接收顶部大叶轮控制系统的信号，利用同检测系统，实现不同高度的风能的利用。两个所述风机机头5关于所述塔筒1的轴线对称，并通过所述支撑桁架501安装在所述上回转导轨3和下回转导轨4上。所述支撑桁架501为三角架形结构，在湍流大的风场，风速波动大，引起回转机构运动频繁，为了降低这些波动带来的疲劳损伤，三角架形结构与塔筒接触位置处安装有多个活动连接。

其中偏航工作原理：

本申请中在回转齿轨401上安装有齿轮计数器，根据cn201510402983.6公开的绝对角度计数器，用于检测在支撑桁架501在下回转导轨4上转动的角度，当偏航机构运转时，计数器产生计数，检测出偏航角度，并判断是否达到偏航的目的(偏转角度大于15度)；一般的当计数器计数后，整体旋转超过180°时，重新对风操作，以起到解缆的作用，同时为了避免偏航电机一直朝着同一个方向运转，导致传输电缆和控制系统的信号线缠绕在塔架上。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明，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发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明创造的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。