一种巨型阵微风场发电塔桩的制作方法

1.本发明涉及一种风能发电装置，具体是一种巨型阵微风场发电塔桩，可广泛适用多种空间风场气象环境条件下建设和并网发电。


背景技术：

2.现有风能发电机组主要有两种结构形式，即立杆式平行轴减速旋转叶片式和垂直轴涡旋叶片式，立杆式平行轴减速旋转叶片式主要由混凝土基座、直径较大钢管立杆支架、机箱壳、旋转鼓、超大型旋转叶片、齿轮减速机、制动闸、发电机、风向及配电系统等组成，其特征是体积较大笨重和安装以及联机并网复杂成本较高，垂直轴涡旋叶片式，主要由混凝土基座、钢管立杆支架、垂直旋转叶片、发电机等组成，其优势是结构简单，但是输出功率较小，不适合于多机并联集群发电智能并网优化控制。


技术实现要素：

3.针对上述市面上的两种风能发电机组结构形式的设计缺陷，本发明人提出第三种形式的风能发电设计方案，一种巨型阵微风场发电塔桩，其特征是将多个长轴全磁悬浮垂直轴发电机，通过三角支架围绕中心立杆支架呈三角平行阵列以及同步垂直多层阵列而成。所述设计能够方便的实现多种形式的轻量化的单体微风场大功率发电塔桩，且易于快速安装；能够通过多个单体发电塔柱集成为大规模三维空间微风场发电巨型阵，并符合国家风电建设与并网技术规范，彻底解决了现有垂直轴风电无法实现巨型阵微风场发电的技术难题，广泛用于陆地和海域空间的微风场气象环境条件下建设和并网发电。
4.本发明一种巨型阵微风场发电塔桩，包括长轴发电机和用于支撑长轴发电机的支撑塔，所述支撑塔包括预埋件基础底盘、主支撑管和辅助支撑架，其预埋件基础底盘为混凝土与钢筋螺杆浇筑成形的预埋标准件，其主支撑管和辅助支撑架通过预埋件基础底盘中心孔及螺杆实现快速安装。所述长轴发电机安装在主支撑管和辅助支撑架上。
5.优选的，还包括至少两个三角形支撑骨架总成，三角形支撑骨架总成通过法兰安装在主支撑管上，三角形支撑骨架总成的三个端部分别安装有长轴发电机，长轴发电机的顶部和底部分别与两个三角形支撑骨架总成连接，且位于长轴发电机底部的三角形支撑骨架总成安装在辅助支撑架上；多个长轴发电机在垂直方向连接并通过三角形支撑骨架总成固定，形成多层发电机组并联发电。
6.优选的，所述三角形支撑骨架总成上还设有辅助连接骨架。
7.优选的，所述支撑塔底部设有电源配电控制箱，塔桩外侧设有不锈钢管护栏。
8.优选的，所述主支撑管上设有电缆进线孔和电缆引出孔。
9.优选的，长轴发电机包括主轴、转子和叶片，所述叶片安装在转子上，所述转子通过轴承固定在主轴上，且转子设有磁钢环，所述主轴上位于转子的两侧方向均设置有磁钢环托盘，所述磁钢环与磁钢环托盘配合使得所述转子处于磁悬浮状态。
10.优选的，所述主支撑管顶部设有电路盒，电路盒内设有5g网络模块、北斗定位模块
及信号灯。
11.优选的，所述主支撑管顶部安装有水平轴风力发电机。
12.本实用新型优势：1、将多个长轴发电机单元组合为多种轻量化的单体微风场大功率发电塔桩，且易于快速安装；2、通过多个单体发电塔柱集成为大规模三维空间微风场发电巨型阵，并符合国家风电建设与并网技术规范，彻底解决了现有垂直轴风电无法实现巨型阵微风场发电的技术难题，广泛用于陆地和海域空间的微风场气象环境条件下建设和并网发电。
附图说明
13.图1是本实用新型发电塔桩结构示意图；
14.图2是本实用新型发电塔桩俯视图；
15.图3是本实用新型三角形支撑骨架总成长轴结构图；
16.图4是本实用新型支撑塔结构示意图；
17.图5是本实用新型长轴发电机结构示意图；
18.图6是本实用新型长轴发电机俯视图；
19.图7是本实用新型实施例2的结构示意图。
20.图8是本实用新型塔柱巨型阵实施例示意图。
21.其中：1长轴发电机、2预埋件基础底盘、3主支撑管、4辅助支撑架、5三角形支撑骨架总成、6辅助连接骨架、7电源配电控制箱、8不锈钢管护栏、9电路盒、10水平轴风力发电机、11主轴、12转子、13叶片、14磁钢环、15磁钢环托盘、31电缆进线孔、32电缆引出孔。
具体实施方式
22.以下结合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。
23.如图1所示，一种巨型阵微风场发电塔桩，包括长轴发电机1和用于支撑长轴发电机的支撑塔，所述支撑塔包括预埋件基础底盘2、主支撑管3和辅助支撑架4，所述预埋件基础底盘2是通过混凝土成型模与钢筋笼螺杆浇筑成形为标准化的预埋件基础底盘，使其主支撑管3能够方便穿过预埋件基础底盘2的中心大孔延伸到地下部分，以实现其坚固性，再通过所述主支撑管3和辅助支撑架4与预埋件基础底盘2上的螺杆实现快速的安装固定,长轴发电机1安装在主支撑管3和辅助支撑架4。
24.为了安装长轴发电机1，还设计至少两个三角形支撑骨架总成5，三角形支撑骨架总成5通过法兰安装在主支撑管3上，三角形支撑骨架总成5的三个端部分别安装有长轴发电机1，长轴发电机1的顶部和底部分别与两个三角形支撑骨架总成5的端部连接，且位于长轴发电机1底部的三角形支撑骨架总成5安装在辅助支撑架4上；可以设置多个长轴发电机1，长轴发电机的顶部和底部在垂直方向依次连接，连接处通过三角形支撑骨架总成5固定，可以形成多层发电机组阵列，通过将多个长轴发电机组合成发电机阵列，既解决了垂直轴风机功率小的问题，又解决了水平轴风机安装成本高的问题，且可以根据风场条件灵活布置，适应性更强。
25.为了增加三角形支撑骨架总成的强度，三角形支撑骨架总成5上还设有辅助连接
骨架6，辅助连接骨架6中部与三角形支撑骨架总成5连接，两端分别连接长轴发电机1。
26.所述支撑塔底部设有电源配电控制箱7，电源配电控制箱7分别与长轴发电机1电连接，用于控制发电机运转；塔桩外侧设有不锈钢管护栏8，防止他人误入；所述主支撑管3上设有电缆进线孔31和电缆引出孔32，用于引入和引出长轴发电机1的连接线；所述主支撑管3顶部设有电路盒9，电路盒9内设有5g网络模块、北斗定位模块及信号灯，5g网络模块、北斗定位模块及信号灯分别与电源配电控制箱7连接。
27.如图5、图6所示，长轴发电机1包括主轴11、转子12和叶片13，所述叶片13安装在转子12上，所述转子12通过轴承固定在主轴11上，且转子12设有磁钢环14，所述主轴11上位于转子12的两侧方向均设置有磁钢环托盘15，所述磁钢环14与磁钢环托盘15配合使得所述转子12处于磁悬浮状态，主轴11内设有无铁芯定子线圈绕组，转子12上设有钕铁硼条形磁钢，从而降低阻抗；通过磁悬浮的设计，彻底解决了传统发电机和风力叶片的自身重力以及风场压力全部作用在发电机轴承上的问题，通过磁钢环14与磁钢环托盘15配合使得所述转子12处于全磁悬浮状态，使得转子12的轴承不再承载外力，大幅度降低发电机轴承所承载的摩擦力、自身重力以及风场推力，提高发电效率；且启动功率更小，适用微风场条件。
28.实际使用时，根据风场的风力条件以及现场环境，浇筑混凝土预埋件基础底盘2，进行风能发电塔桩的安装，根据实际情况选择长轴发电机1的安装层数，组成风能发电机阵列，所述长轴发电机采用全磁悬浮垂直轴和无铁芯绕组设计方案，使其实现微风发电、低磁阻抗和高发电效率特征，而该发电机组系统中还采用5g物联网技术、北斗定位、远程控制模块、多种传感器以及环境风场预知检测、数据采集远传共享、调度指挥等模块，使得本风电系统更加智能化、标准数字化，具备了现代技术优势；本发明的巨型阵空间微风场发电堆装置机组，整体性能参数符合国家电网并网标准要求，为国际风电领域的发展开辟了一种全新形式的集成微风场发电堆设计方案，具有巨大的市场应用价值。
29.实施例2
30.如图7所示，实施例2与实施例1的不同之处在于，主支撑管3顶部安装有水平轴风力发电机10，是将垂直轴发电机和水平轴发电机的优化结合，解决了水平轴风电立杆的空间浪费与微风场启动发电问题，并可方便的利用现有水平轴发电机立杆构架，实现扩展和加大发电功率之目标。
31.实施例3
32.如图8所示，是将多个发电塔桩安装在适宜的风场环境中，如在丘陵、海域以及陆地空间环境，能够方便的建设大规模三维空间微风场发电塔柱巨型阵系统，实现较大功率的风能集群并网发电。
33.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。