專利名稱：無齒輪箱高速同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明利涉及可再生能源風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域 技術(shù)背景
當(dāng)前大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備主要絕大部分是采用水平軸高位布置，即由裝在高處的風(fēng)輪，(其 迎風(fēng)平面是垂直于地面)，回轉(zhuǎn)軸是水平布置，將風(fēng)輪吸收的能量通過旋轉(zhuǎn)軸傳遞給與其同軸 位置上的發(fā)電機(jī)，使其發(fā)電。主要有二種形式 一是帶增速箱的，將風(fēng)輪的低轉(zhuǎn)速增加發(fā)電機(jī) 的高轉(zhuǎn)速，由于風(fēng)電機(jī)工況復(fù)雜變化較大，受力惡劣，齒輪箱往往損壞，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前風(fēng)機(jī)事故 中70%是由于齒輪箱及軸承造成的。因此，人們希望去掉增速箱二是無齒輪箱直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)， 由風(fēng)輪直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，則要求發(fā)電機(jī)也是低轉(zhuǎn)速的，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低，則極數(shù)勢(shì)必要多， 極數(shù)一多，其尺寸則大，據(jù)目前直驅(qū)風(fēng)電機(jī)來看，如1500kw容量的發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子尺寸直徑大 到4.2米以上，重量重達(dá)十幾噸，這么大的直徑尺寸與重量，不論運(yùn)輸或吊裝都將是非常困難 的，發(fā)電機(jī)自身的加工制造困難也是很大的。有沒有辦法即去掉齒輪箱，又可采用髙速的同步 發(fā)電機(jī)呢 本發(fā)明就是為此而為的。
風(fēng)輪①是通過主軸②由前后支承(D0經(jīng)聯(lián)合器⑤帶動(dòng)低轉(zhuǎn)速高壓油泵⑥轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生高壓油，
通到變速油馬達(dá)⑧里，經(jīng)聯(lián)軸器⑩驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)⑦轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，發(fā)電機(jī)與風(fēng)輪可以同軸按裝，也可 以分開按裝的，剎車裝置(g)是裝在油泵后面，采用自身的高壓油可以剎車，結(jié)構(gòu)簡單而緊湊。 當(dāng)風(fēng)輪軸速發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)速器O動(dòng)作，保持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到切出風(fēng)速時(shí)， 風(fēng)速傳感器O發(fā)訊給0，則瞬間反轉(zhuǎn)并立即剎車，風(fēng)輪的動(dòng)能消耗在油壓的升高上，確保風(fēng) 輪與發(fā)電機(jī)的安全無恙。系統(tǒng)冷卻由冷卻液壓站承擔(dān)。專利內(nèi)容
1、 本發(fā)明是沒有增速箱的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于
a、 風(fēng)輪主軸與發(fā)電機(jī)之間斷開的，也可以直接聯(lián)結(jié)，發(fā)電機(jī)可選取最佳位置布置.
b、 發(fā)電機(jī)只Jiifi過主軸帶動(dòng)髙壓油泵工作，而發(fā)電機(jī)靠二臺(tái)可變速的液壓馬達(dá)帶動(dòng)發(fā)電的。
2、 發(fā)電機(jī)采用普通的髙速同步發(fā)電機(jī)，省去直驅(qū)風(fēng)電機(jī)采用的永磁多極發(fā)電機(jī)的f^g
大、重量很重乃至帶來的加工，運(yùn)輸?shù)跹b的諸多困難。
3、 油壓剎車M在低速軸上，采用油壓松閘，失壓失電時(shí)彈黌剎車的安全可靠措施。
4、 變速馬達(dá)其特征在于
a、 采用配流方式進(jìn)行調(diào)速
b、 曲線環(huán)的調(diào)節(jié)是由伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服馬達(dá)是由wt傳感器經(jīng)過信號(hào)處理器來指揮的, 用來保證發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定，而省去價(jià)昂的變頻系統(tǒng).
c、 由于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是恒定的，省去變頻器，使成本大大降低。
5、 變槳變距系統(tǒng)縣用液壓系統(tǒng)，辦征在于
a、 三片槳葉由三個(gè)獨(dú)立的液壓伺服馬達(dá)單獨(dú)控制，受制風(fēng)速傳感器控發(fā)來的指令。
b、 整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)服從于控制系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生過截、過壓、超速，或風(fēng)速過大的油壓系統(tǒng)， 會(huì)自動(dòng)失壓，噸槳?jiǎng)x車，確保風(fēng)電機(jī)的安全。
c、 整個(gè)液壓系統(tǒng)，包括槳時(shí)的控制，剎車、循環(huán)、冷卻都通過液壓站進(jìn)行的。
6、 高壓油泵與變速馬達(dá)采用軟管聯(lián)接，布置靈活。發(fā)電機(jī)可以在底座任何位置，也可裝 在塔筒內(nèi)。7、 整個(gè)液壓系統(tǒng)省去絕大部分的電磁伐、溢流伐、節(jié)流伐……提高系統(tǒng)的效率。
8、 本發(fā)明整個(gè)機(jī)艙可以分體吊裝，因這設(shè)有同心軸的校正問題。因此可以在現(xiàn)場(chǎng)將各部 套分別吊到機(jī)艙內(nèi)按槳，免除非用大型吊裝設(shè)備不可的困難，也可采用自吊法。
圖l本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖2本發(fā)明結(jié)構(gòu)另一種布置方式
圖3調(diào)速器結(jié)構(gòu)原理圖


三片風(fēng)葉⑩裝在輪轂①上，輪毅①與主軸②聯(lián)接，由前支承⑨與后軸承④支承著，主軸通 過聯(lián)軸器⑤帶動(dòng)無級(jí)調(diào)速器工作，其內(nèi)高壓油泵產(chǎn)生的高壓油分別通向變速油馬達(dá)⑧，由油馬 達(dá)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。剎車裝置在主軸②上，是采用失壓彈簧剎車裝置，有油壓時(shí)將 彈,頂開， 一旦失壓，彈簧制動(dòng)比較可靠。液壓站⑩裝在油泵后面，分段式油箱裝在底座上。 發(fā)電機(jī)另一種布置方式如圖2所示。當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，通過調(diào)速器使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速始終不變，風(fēng)速 大于切出風(fēng)速(25m/s)時(shí)，調(diào)速器瞬時(shí)反向施制剎車，以保安全。
調(diào)速原理如圖3所示，調(diào)速裝置 是由風(fēng)速傳感器 到控制系統(tǒng)，再由控制器指令伺服馬 達(dá) 工作，達(dá)到調(diào)速目的。
權(quán)利要求
1、是沒有齒輪箱又采用同步高速發(fā)電機(jī)的風(fēng)電機(jī)。
2、 低自風(fēng)輪只帶動(dòng)髙壓油泵，發(fā)電要電變速液壓馬達(dá)帶動(dòng)，二者斷開沒有直接旨。
3、 變槳變距由三液壓同服馬達(dá)控制，信號(hào)來自控制系統(tǒng).
4、 發(fā)電機(jī)是由液壓變速馬達(dá)來控制、信號(hào)來自控制系統(tǒng)，從而省去價(jià)昂的變頻器。
5、 整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)服從控制系統(tǒng)，發(fā)生過流過過載超速、失電、大風(fēng)……系統(tǒng)會(huì)失壓， 立即類槳?jiǎng)x車。
6、 分體吊裝,就位后，再將單體吊到機(jī)艙按裝而毋霈大型吊車，可采用自吊法。
7、 發(fā)電機(jī)可以任意按需布置，可裝在機(jī)艙內(nèi)，也可裝在塔筒內(nèi)，盡至可以裝在地平面上。
全文摘要
本發(fā)明屬于新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它采用低速的風(fēng)輪，通過液壓傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)高速同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，省去事故頻發(fā)的增速箱，又省去低速多極的永磁發(fā)電機(jī)。風(fēng)輪帶動(dòng)高壓油泵，驅(qū)動(dòng)變速液壓馬達(dá)再帶動(dòng)高速同步發(fā)電機(jī)，保證發(fā)電機(jī)的恒定轉(zhuǎn)速而省去價(jià)昂的變頻器，因此整機(jī)造價(jià)大大降低。由于風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)的聯(lián)接是斷開，沒有風(fēng)輪、齒輪箱與發(fā)電機(jī)三位同軸成的要求，機(jī)艙就位后各部套都可吊到艙內(nèi)再安裝，因而沒有大型吊車便可安裝，方便了風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)輸與安裝。
文檔編號(hào)F03D7/04GK101435410SQ20071015658
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者吳運(yùn)生 申請(qǐng)人:吳運(yùn)生