[实用新型]50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组，尤其是一种50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组。

背景技术

在进入21世纪后的新时代，开发风电，造福人类，成为全世界的新能源发展的第一位，一些经济发达国家的大型风力发电技术走在了世界的前列，我国的风力发电技术属于发展中，技术还比较落后，但是中小型风力发电组国外不生产，我们在该技术领域中是领先的。因此，我们的中小型风力发电机已出口到亚洲和欧洲。

传统的风机包括支撑架，风轮和发电机组，支撑架通常固定在空旷地域且高离地面之处，通常无法在360度方向上自动控制搜寻风向，如何提高发电机效率势必需要进行风向跟踪，即对风向驱动机构采用时时检测风向，控制电动转向驱动机构跟踪风向工作，一直是本领域发展中面临的新课题。

发明内容

为了能对风向采用实时检测以控制电动转向驱动机构实现跟踪，本实用新型提供了一种50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组，包括发电机、桨叶叶片组和轮毂组成，所述桨叶叶片组通过一旋转轴设置在所述轮毂上，其特征在于，所述发电机组进一步包括：风轮同步变桨距机构，设置在所述轮毂后侧；变桨距驱动系统，设置在所述发电机的后端。

比较好的是，所述发电机组进一步包括：偏航系统，设置在所述变桨矩驱动系统的下端。

本实用新型采用实时检测风速、转速，控制电动同步变桨距机械连锁结构，最大能量扑获风能，年发电量提高10％-50％。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1的局部剖视结构图。

具体实施方式

本实用新型的50KW离网、并网两用无齿轮箱直驱式风力发电机组是把风能转换成电能，利用自然能源发电的设备，就像水利发电用水，火力发电用煤一样，风力发电用是用风发电，机组在发电工作过程中采用微机智能自动控制，风力发电机在3～25m/s风速下连续发电运行，额定风速为11m/s，额定功率为50kW，最大输出功率为60kW。

请参见附图1所示，本实用新型的50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组属小系列机型。由一发电机组机一桨叶叶片组组成，该叶片组包含一旋转轴28，该旋转轴28可转动的固定在轮毂22后部的塔筒20端，图例中的桨叶叶片21为三片，用以驱动发电机组(未图示中，参见图2中24)运转。

图2示意了本实用新型的风力发电机组的侧面剖视结构，从这个角度可以看到，其中桨叶叶片21固定在轮毂22上，该桨叶叶片21通过旋转轴28均匀安装于轮毂22上，该桨叶叶片21采用NACA44××翼型，变截面叶片，玻璃钢复合树脂材料制造，效率高，寿命长，安装角可调。该轮毂22采用球型钢结构，强度高，质量轻。在该旋转轴28的轮毂22一端，设置有同步变桨矩机构23，该变桨距机构23采用三桨叶于120度同步变桨矩，控制转速在工作区间运行，避免超速运行，同时提高年发电量。

其中，叶片21采用变截面翼型，GFRP材料制造，效率高，寿命长，叶片21的安装角可根据不同地区调整。并且，功率调整采用电动同步变桨距设计，叶片21迎风角随风速的变化而变化0～90°，最佳化扑获风能，提高年发电量。

本实用新型还加入了一个变桨矩驱动系统25和一个偏航系统26，前者设置在永磁同步发电机24的后端，后者设置在永磁同步发电机24的下端。该风轮偏航系统26采用跟踪风向标自动控制，可以始终跟踪主风向，使风能量最大输入风轮。

此外，本实用新型的发电机组为永磁同步发电机24，永磁电机的优点是不需要电励磁，可实现无刷化，无励磁损耗，因而效率高。减掉了增速箱和机械传动轴部件，减少了机械故障和设备噪音，在任何有风力资源地区都可以推广应用。由于减去了增速箱，传动轴部件，启动风速低，没有漏油和因主轴不同轴心引起振动现象，降低了机械故障率，提高了机组效率和可靠性。该发电机组的输出电缆采用防缠绕保护器，防止电缆扭断。也可以采用滑环组合27过渡，避免扭缆，更加可靠。

本实用新型的功率调整-采用实时检测风速、转速，控制电动同步变桨距机械连锁结构，最大能量扑获风能，年发电量提高10％-50％。本实用新型整机结构采用优化设计理论，整体性能更加稳定和可靠，运输、安装方便。为一切有风力资源地区提供风力发电设备，可单台建设独立供电站，也可多台机组联网建设独立风电场。