一种风力发电机的制作方法

文档序号:35624779发布日期:2023-10-05 21:23阅读:32来源:国知局

本发明涉及一种风力发电机。


背景技术:

1、风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说,风能也是太阳能,所以也可以说风力发电机,是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发电机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话,还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源,但是却可以长期利用。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25v变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220v市电,才能保证稳定使用。水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性,表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。

2、风力发电机一般包括有(1)机舱:机舱包容着风力发电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子,即转子叶片及轴。(2)转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米,而且被设计得很象飞机的机翼。(3)轴心:转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。(4)低速轴:风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风力发电机上,转子转速相当慢,大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管,来激发空气动力闸的运行。(5)齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。(6)高速轴及其机械闸:高速轴以1500转每分钟运转,并驱动发电机。它装备有紧急机械闸,用于空气动力闸失效时,或风力发电机被维修时。(7)发电机:通常被称为感应电机或异步发电机。(8)偏航装置:借助电动机转动机舱,以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作,电子控制器可以通过风向标来感觉风向。通常,在风改变其方向时,风力发电机一次只会偏转几度。(9)电子控制器:包含一台不断监控风力发电机状态的计算机,并控制偏航装置。为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热),该控制器可以自动停止风力发电机的转动,并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。(10)液压系统:用于重置风力发电机的空气动力闸。(11)冷却元件:包含一个风扇,用于冷却发电机。此外,它包含一个油冷却元件,用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。(12)塔架:风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。它可以为管状的塔,也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全,因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。(13)风速计及风向标:用于测量风速及风向。(14)尾舵:常见于水平轴上风向的小型风力发电机。位于回转体后方,与回转体相连。主要作用一为调节风机转向,使风机正对风向。作用二是在大风风况的情况下使风力机机头偏离风向,以达到降低转速,保护风机的作用。(15)变桨系统:变桨系统通过改变叶片的桨距角,使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态,当风速超过切出风速时,使叶片顺桨刹车。(16)轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起,并且承受叶片上传递的各种载荷,然后传递到发电机转动轴上。轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。(17)制动器:用于将叶片转速降低。(18)变电箱和主配电柜:用于调节电压等电气参数。(19)基础:为混凝土结构,承载整个发电机组的重量,周围设有防雷设施。

3、根据定桨矩失速型风机和变速恒频变桨矩风机的特点,国内目前装机的电机一般分为二类:1,异步型:(1)笼型异步发电机;定子向电网输送不同功率的50hz交流电;(2)绕线式双馈异步发电机;定子向电网输送50hz交流电,转子由变频器控制,向电网间接输送有功或无功功率。2,同步型:(1)永磁同步发电机:由永磁体产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50hz交流电。(2)电励磁同步发电机;由外接到转子上的直流电流产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50hz交流电。根据叶片形式的不同,现有风力发电机分为以下两类:(1)水平轴,世界上目前利用最多的形式,功率最大5mw左右。(2)垂直轴,21世纪初由中国、日本、欧洲几乎同时发明的一种新型风力发电机,有别于最早的垂直轴风力发电机(达里厄型),效率高于水平轴风力发电机,无噪音和转向机构,维护简单。风力发电机的塔基和塔架的成本占到总成本的百分之二十五左右。

4、目前的风力发电机遇到风速较快的情况下时可能会出现塔架断裂的情况,如果靠增加塔架横向截面尺寸来解决断裂问题,会出现2个问题,第一是制造成本大幅增加,第二是占地面积大幅增加。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种风力发电机,使用本发明的风力发电机能够增加塔架的强度,降低塔架断裂的情况,并能够很好地控制制造成本和小幅度增加占地面积。

2、本发明的目的是这样实现的:一种风力发电机,包括有叶片、发电机、塔架1,其特征在于还包括至少有1个或1个以上塔架2、至少有1个或1个以上塔架连接件,所述的塔架1通过所述的塔架连接件与所述的塔架2连接,所述的塔架1顶部和所述的塔架2顶部的中心距离大于塔架1高度的四十分之一。

3、所述的塔架连接件是桁架。

4、所述的塔架横截面是圆形的。

5、所述的塔架顶部包括有路面、防护栏,所述的发电机包括有轮子,所述的轮子放置在所述的路面上。

6、所述的塔架顶部包括有导轨,所述的发电机包括有轮子,所述的轮子放置在导轨上。

7、所述的风力发电机是垂直轴风力发电机,包括有垂直叶片、发电机、轴圈齿轮、发电机、小齿轮,所述的发电机位于所述的轴圈齿轮外,所述的垂直叶片的下部固定有所述的轴圈齿轮,所述的发电机与所述的小齿轮连接,所述的小齿轮与所述的轴圈齿轮啮合。

8、所述的风力发电机包括有电梯。

9、所述的风力发电机包括有空调。

10、所述的风力发电机包括有冷冻库。

11、所述的风力发电机包括有下水道。

12、由于本发明提供了一种风力发电机,包括有叶片、发电机、塔架1,其特征在于还包括有塔架2、塔架连接件,所述的塔架1通过所述的塔架连接件与所述的塔架2连接,所述的塔架1顶部和所述的塔架2顶部的中心距离大于塔架1高度的四十分之一。由于所述的塔架1通过所述的塔架连接件与所述的塔架2连接,形成一个桁架结构,这样风力发电机的塔架增加了强度,能够承受塔架1和塔架2连线方向上更大的风力而不断裂。

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