專利名稱：低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，尤其涉及一種采用多葉片風(fēng)輪通過傳動帶傳動的增速低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
目前，流行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都是三葉采風(fēng)，一種是借助于齒輪箱增速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，另一種是無齒輪箱直驅(qū)多極永磁大直徑電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。這兩種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都有相應(yīng)的缺點三葉風(fēng)輪風(fēng)能采集效率低，同時目前的三葉風(fēng)力發(fā)電機(jī)組適應(yīng)風(fēng)速動態(tài)范圍小，風(fēng)大時不能充分利用風(fēng)能發(fā)電。由于三葉風(fēng)輪在風(fēng)速高的情況下必須通過帶載、變槳距和完善的剎車裝置限速運(yùn)行，否則會形成高轉(zhuǎn)速的飛車，造成風(fēng)電機(jī)組的損毀。而且變槳距和剎車裝置增加了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的成本。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間需要一定的線切割速度才能產(chǎn)生電流，因此風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)之間通過齒輪箱增速或者是增大發(fā)電機(jī)的直徑來求得線切割速度，無論是齒輪箱增速還是增大發(fā)電機(jī)的直徑都會極大的增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多葉片風(fēng)輪采集風(fēng)能、效率高、適應(yīng)風(fēng)速的動態(tài)范圍大，能充分利用風(fēng)能，風(fēng)大時發(fā)電量大，風(fēng)小時發(fā)電量小的一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組。本發(fā)明的目的由如下技術(shù)方案一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組包括有帶傳動渦扇式多葉片輕型風(fēng)輪、風(fēng)帆尾翼式偏航裝置、永磁發(fā)電機(jī)、圓盤式支撐平臺、中心定位軸、旋轉(zhuǎn)式桁架、傳動帶和張緊輪；其中所述旋轉(zhuǎn)式桁架置于所述圓盤式支撐平臺上部，所述風(fēng)輪通過風(fēng)輪軸與所述旋轉(zhuǎn)式桁架連接，即所述風(fēng)輪軸為連接其中兩根桁架豎向支撐管的一根桁架橫向支撐管；所述風(fēng)帆尾翼式偏航裝置的風(fēng)帆尾翼置于所述風(fēng)輪的正后方，所述風(fēng)帆尾翼的平面與所述風(fēng)輪的平面垂直；所述風(fēng)帆尾翼是由微小型電動機(jī)、滑輪和牽引線完成升降；所述中心定位軸是由定軸和旋轉(zhuǎn)動軸組成，所述定軸與所述旋轉(zhuǎn)動軸是通過軸承連接，其中所述中心定位軸穿過所述圓盤式支撐平臺的中心，與所述旋轉(zhuǎn)桁架連接。所述張緊輪的張緊輪軸一端與所述旋轉(zhuǎn)式桁架的一根豎向支撐管連接，另一端與所述外部旋轉(zhuǎn)軸連接；所述傳動帶繞過所述風(fēng)輪的外輪圈和所述永磁發(fā)電機(jī)連接。一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組，所述旋轉(zhuǎn)式桁架包括有四根桁架豎向支撐管，在所述豎向支撐管底部的腳輪，四根呈十字交叉的桁架橫向支撐管，且所述四根呈十字交叉的桁架橫向支撐管的端頭分別與所述四根桁架豎向支撐管頂端連接為一體結(jié)構(gòu)，其中所述永磁發(fā)電機(jī)的電機(jī)軸和所述風(fēng)輪軸均為兩根桁架橫向支撐管，且所述電機(jī)軸與所述風(fēng)輪軸平行。一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組，所述風(fēng)帆尾翼式偏航裝置包括有風(fēng)帆尾翼、牽引線、滑輪和微小型電動機(jī)，其中風(fēng)帆尾翼的風(fēng)帆通過風(fēng)帆上的加強(qiáng)桿與所述旋轉(zhuǎn)式桁架連接，所述牽引線一端與所述微小型電動機(jī)的繞線軸連接，且通過滑輪，與風(fēng)帆連接。一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組，所述帶傳動渦扇式多葉片輕型風(fēng)輪包括有若干輪圈、若干支撐桿、若干葉片、風(fēng)輪軸和軸部套筒組成，所述輪圈與輪圈之間由若干排列均勻的支撐桿連接，所述葉片掛接在所述支撐桿上，最內(nèi)層輪圈通過支撐桿與軸部套筒連接，最外層輪圈設(shè)有傳動帶帶槽。術(shù)語解釋所述風(fēng)輪的迎風(fēng)面為風(fēng)輪前方，背風(fēng)面為風(fēng)輪的后方。本發(fā)明的優(yōu)點在于(I)渦扇式多葉片輕型風(fēng)輪用于風(fēng)能采集，它與傳統(tǒng)的三葉片螺旋槳式風(fēng)能采集裝置相比，具有風(fēng)能采集效率高的優(yōu)勢。(2)輕型風(fēng)輪采集的風(fēng)能功率，從風(fēng)輪外邊緣通過柔軟的傳動帶輸送給發(fā)電機(jī)。它與傳統(tǒng)的從風(fēng)輪中心輸出功率相比具有以下優(yōu)點a :特大直徑風(fēng)輪，通過傳動帶直接驅(qū)動特小直徑發(fā)電機(jī)，這樣可極大的提高發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，極大的降低了發(fā)電機(jī)的重量，降低了發(fā)電機(jī)的成本，也省去了增速齒輪箱。b :風(fēng)能功率主要集中在風(fēng)輪的邊緣，從邊緣直接輸出功率可極大的降低風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減輕風(fēng)輪的重量，降低風(fēng)輪成本。(3)由于風(fēng)輪為渦扇式多葉片結(jié)構(gòu)極限轉(zhuǎn)速不高，力口之風(fēng)電機(jī)組的合理桁架結(jié)構(gòu)和風(fēng)帆尾翼偏航組合，因此這樣簡化了風(fēng)電機(jī)組，降低了風(fēng)電機(jī)組的造價。(4)風(fēng)帆式尾翼與風(fēng)輪組成了風(fēng)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)。當(dāng)風(fēng)帆升滿時，風(fēng)輪正對風(fēng)向；當(dāng)風(fēng)帆降低時，風(fēng)帆和風(fēng)輪所受到風(fēng)的合力就會使風(fēng)輪偏離風(fēng)向一個角度，從而降低了風(fēng)輪的采集功率；當(dāng)風(fēng)帆完全收縮降到底部，風(fēng)輪便會順風(fēng)，使得風(fēng)輪的采集功率降到零。這樣風(fēng)帆就成為風(fēng)電機(jī)組調(diào)節(jié)功率的有效裝置。由于風(fēng)帆結(jié)構(gòu)簡單，由它組成的風(fēng)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)，極大的降低了風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的造價。(6)由于風(fēng)電機(jī)組采用了高頻高轉(zhuǎn)速電機(jī)，因此發(fā)電機(jī)重量輕造價低，IOOkw發(fā)電機(jī)最大重量只有70kg。(4.1)風(fēng)大風(fēng)輪轉(zhuǎn)速高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高電壓高，風(fēng)小風(fēng)輪轉(zhuǎn)速低發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低電壓低。


圖1為本發(fā)明的主視圖。圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖。圖3為風(fēng)輪的側(cè)視圖。圖4為旋轉(zhuǎn)式桁架的主視圖。圖5為旋轉(zhuǎn)式桁架的側(cè)視圖。圖6為旋轉(zhuǎn)式桁架的俯視圖。圖7為風(fēng)帆尾翼式偏航裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記風(fēng)輪1、支撐桿1.1、葉片1. 2、軸部套筒1. 3、輪圈1. 4，風(fēng)輪軸1. 5和傳
動帶帶槽1. 6。風(fēng)帆尾翼式偏航裝置2、加強(qiáng)桿2.1、風(fēng)帆2. 2、滑輪2. 3、牽引線2. 4、微小型電動機(jī)
2.5、風(fēng)帆尾翼2. 6、小孔2. 7。旋轉(zhuǎn)式桁架3、豎向支撐管(3.1)、橫向支撐管(3. 2)、腳輪(3. 3)。中心定位軸4、定軸4. 2、旋轉(zhuǎn)動軸4.1。永磁發(fā)電機(jī)5、張緊輪6、張緊輪軸6.1、傳動帶7、電機(jī)軸8、圓盤式支撐平臺9。
具體實施例方式如圖1、圖2所示一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組包括有帶傳動渦扇式多葉片輕型風(fēng)輪1、風(fēng)帆尾翼式偏航裝置2、永磁發(fā)電機(jī)5、圓盤式支撐平臺9、中心定位軸4、旋轉(zhuǎn)式祐1架
3、傳動帶7和張緊輪6 ;其中旋轉(zhuǎn)式桁架3置于圓盤式支撐平臺9上部，風(fēng)輪I通過風(fēng)輪軸1.5與旋轉(zhuǎn)式桁架3連接，即風(fēng)輪軸1. 5為連接其中兩根桁架豎向支撐管3.1的一根桁架橫向支撐管3. 2 ;風(fēng)帆尾翼式偏航裝置2的風(fēng)帆尾翼2. 6置于風(fēng)輪I的正后方，風(fēng)帆尾翼2. 6的平面與風(fēng)輪I的平面垂直；風(fēng)帆尾翼2. 6是由微小型電動機(jī)2. 5、滑輪2. 3和牽引線2. 4完成升降；即牽引線2. 4—端固定在微小型電動機(jī)2. 5的轉(zhuǎn)動軸上，另一端繞過滑輪2. 3穿過風(fēng)帆尾翼2. 6上的平行排列的加強(qiáng)桿2.1 一端的小孔2. 7，固定在風(fēng)帆尾翼2. 6上最下面一根固定桿2.1上。中心定位軸是由定軸4. 2和旋轉(zhuǎn)動軸4.1組成，定軸4. 2與旋轉(zhuǎn)動軸4.1是通過軸承連接，其中中心定位軸4穿過圓盤式支撐平臺9的中心,與旋轉(zhuǎn)式祐1架3連接。張緊輪6的張緊輪軸6.1 一端與旋轉(zhuǎn)式桁架3的一根豎向支撐管3.1連接，另一端與外部旋轉(zhuǎn)動軸4.1連接；傳動帶7繞過風(fēng)輪I的最外層輪圈1. 6和永磁發(fā)電機(jī)5連接。如圖4、圖6、圖5所示，旋轉(zhuǎn)式桁架3包括有四根桁架豎向支撐管3. 1，在豎向支撐管3.1底部的腳輪3. 3，四根呈十字交叉的桁架橫向支撐管3. 2，且四根呈十字交叉的桁架橫向支撐管3. 2的端頭分別與四根桁架豎向支撐管3.1頂端連接為一體結(jié)構(gòu)，其中風(fēng)輪軸1. 5和永磁發(fā)電機(jī)5的其中一根電機(jī)軸8的均為兩根祐1架橫向支撐管,且電機(jī)軸8與風(fēng)輪軸1. 5平行。如圖7所示，風(fēng)帆尾翼式偏航裝置2包括有風(fēng)帆尾翼2. 6、牽引線2. 4、滑輪2. 3和微小型電動機(jī)2. 5，其中風(fēng)帆尾翼2. 6的風(fēng)帆2. 2通過風(fēng)帆2. 2上的加強(qiáng)桿2.1與旋轉(zhuǎn)式桁架3連接，牽引線2. 4 —端與微小型電動機(jī)2. 5的繞線軸連接，且通過滑輪2. 3，與風(fēng)帆2. 2連接。如圖3所示，一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組，帶傳動渦扇式多葉片輕型風(fēng)輪I包括有若干輪圈1. 4、若干支撐桿1.1、若干葉片1. 2、風(fēng)輪軸1. 5和軸部套筒1. 3組成，輪圈1. 4與輪圈1. 4之間由若干排列均勻的支撐桿1.1連接，葉片1. 2掛接在支撐桿1.1上，最內(nèi)層輪圈1. 4通過支撐桿1.1與軸部套筒1. 3連接，最外層輪圈1. 4設(shè)有傳動帶帶槽1. 6。
權(quán)利要求
1.一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組，特征在于，其包括有帶傳動渦扇式多葉片輕型風(fēng)輪(I)、風(fēng)帆尾翼式偏航裝置(2)、永磁發(fā)電機(jī)(5)、圓盤式支撐平臺(9)、中心定位軸(4)、旋轉(zhuǎn)式桁架(3)、傳動帶(7)、和張緊輪(6)；其中所述旋轉(zhuǎn)式桁架(3)置于所述圓盤式支撐平臺(9)上部，所述風(fēng)輪(I)通過風(fēng)輪軸(1. 5)與所述旋轉(zhuǎn)式桁架(3)連接，所述風(fēng)帆尾翼式偏航裝置(2)的風(fēng)帆尾翼(2.6)置于所述風(fēng)輪(I)的正后方，所述風(fēng)帆尾翼(2.6)的平面與所述風(fēng)輪(I)的平面垂直；所述風(fēng)帆尾翼(2.6)是由微小型電動機(jī) (2. 5)、滑輪(2. 3)和牽引線(2. 4)完成升降；所述中心定位軸4是由定軸(4. 2)和旋轉(zhuǎn)動軸(4.1)組成，所述定軸(4. 2)與所述旋轉(zhuǎn)動軸(4.1)是通過軸承連接，其中所述中心定位軸4穿過所述圓盤式支撐平臺(9)的中心,與所述旋轉(zhuǎn)式祐1架(3)連接。所述張緊輪(6)的張緊輪軸(6.1) 一端與所述旋轉(zhuǎn)式桁架(3)的一根豎向支撐管 (3.1)連接，另一端與所述外部旋轉(zhuǎn)動軸(4.1)連接；所述傳動帶(7)繞過所述風(fēng)輪(I)的最外層輪圈(1.6)和所述永磁發(fā)電機(jī)(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組，特征在于，所述旋轉(zhuǎn)式桁架(3) 包括有四根桁架豎向支撐管(3.1)，在所述豎向支撐管(3.1)底部的腳輪(3. 3)，四根呈十字交叉的桁架橫向支撐管(3. 2)，且所述四根呈十字交叉的桁架橫向支撐管的端頭分別與所述四根桁架豎向支撐管(3.1)頂端連接為一體結(jié)構(gòu)，其中所述風(fēng)輪軸(1.5)和所述永磁發(fā)電機(jī)(5)其中的一根電機(jī)軸(8)均為兩根祐1架橫向支撐管,且所述電機(jī)軸(8)與所述風(fēng)輪軸(1.5)平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組，特征在于，所述風(fēng)帆尾翼式偏航裝置(2)包括有風(fēng)帆尾翼(2. 6)、牽引線(2. 4)、滑輪(2. 3)和微小型電動機(jī)(2. 5)，其中風(fēng)帆尾翼的風(fēng)帆(2. 2)通過風(fēng)帆上的加強(qiáng)桿(2.1)與所述旋轉(zhuǎn)式桁架(3)連接，所述牽引線(2.4) —端與所述微小型電動機(jī)(2.5)的繞線軸連接，且通過滑輪(2. 3)，與風(fēng)帆連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組，特征在于，所述帶傳動渦扇式多葉片輕型風(fēng)輪(I)包括有若干輪圈(1. 4)、若干支撐桿(1.1)、若干葉片(1. 2)、風(fēng)輪軸 (1. 5)和軸部套筒(1. 3)組成，所述輪圈(1. 4)與輪圈(1. 4)之間由若干排列均勻的支撐桿 (1. D連接，所述葉片(1. 2)掛接在所述支撐桿(1.1)上，最內(nèi)層輪圈通過支撐桿與軸部套筒(1. 3)連接，最外層輪圈(1. 4)設(shè)有傳動帶帶槽(1. 6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低成本帶傳動風(fēng)電機(jī)組，其包括有帶傳動渦扇式多葉片輕型風(fēng)輪、風(fēng)帆尾翼式偏航裝置、永磁發(fā)電機(jī)、圓盤式支撐平臺、中心定位軸、旋轉(zhuǎn)式桁架、傳動帶、張緊輪和減振彈簧；優(yōu)點是渦扇式多葉片輕型風(fēng)輪用于風(fēng)能采集，具有風(fēng)能采集效率高的優(yōu)勢；輕型風(fēng)輪采集的風(fēng)能功率，從風(fēng)輪外邊緣通過柔軟的傳動帶輸送給發(fā)電機(jī)。由于風(fēng)輪為渦扇式多葉片結(jié)構(gòu)，在風(fēng)大空載時風(fēng)輪也不會出現(xiàn)高轉(zhuǎn)速飛車現(xiàn)象，因此無需設(shè)置限制轉(zhuǎn)速的剎車裝置，加之風(fēng)電機(jī)組的合理桁架結(jié)構(gòu)和風(fēng)帆尾翼偏航組合，這樣簡化了風(fēng)電機(jī)組，降低了風(fēng)電機(jī)組的造價。由于風(fēng)帆結(jié)構(gòu)簡單，由它組成的風(fēng)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)，極大的降低了風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的造價。
文檔編號F03D1/06GK102996354SQ20121048734
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者徐建偉 申請人:徐建偉