[实用新型]活叶调速型风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种垂直轴风力发电机组，特别是涉及一种既能在低风速 时自动增大风轮的起动力矩，又能在强风时自动限制风轮转速，并可以在2级 到12级风力时都可以运转发电的活叶调速型风力发电机组。

背景技术

风力发电已有一百五十多年的历史，科学家在分析了大气环流模型之后发 现，大气低层的对流气团所包含的风能是非常巨大的，是人类可利用的取之不 尽、用之不竭的再生能源之一，因此，在人类面临逐渐加剧的能源危机的情况 下，对于风力发电的研究就越来越具有重大和深远的现实意义了。

现有技术中，已公开了一些垂直轴风力机的技术，可分为两个主要类型， 一类是利用翼型的升力做功的升力型风机，最典型的是达里厄(Darrieus)型风 力机，多家垂直轴风机制造技术都是在它的运转原理的基础上进行少许的改进； 另一类是阻力型风机，其原型是风杯式测风仪的演变，原理就是利用风叶水平 旋转时正反两面对风的阻力差来做功。垂直轴升力型风机在正常运转时风能利 用率可高达42％，但存在以下缺陷：在低风速状态时，受力面积较小，所产生 的起动扭矩小，在自然条件下通常要在四级风时才能起动；对于大中型风机通 常需另配电机辅助起动装置，使得整机结构复杂，成本增高；在低风速阵风时 功耗也比较大。垂直轴阻力型风机，其风轮可以获得较大的起动力矩；但受其 结构限制，围绕着风轮产生侧向推力，使得风轮转速较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种既能有效地 解决垂直轴升力型风叶起动难的问题，提高风能利用率，又能解决在强风时的 限速问题活叶调速型风力发电机组。

木实用新型的目的通过以下技术措施实现：提供的活叶调速型风力发电机 组，包括内设有发电机和控制装置的机舱以及位于所述机舱上部的风叶驱动总 成，所述风叶驱动总成由风轮组和垂直立轴回转系统组成，所述风轮组设置有 风叶及安装于所述垂直立轴回转系统上的风叶支架，其中，所述风叶为组合式 风叶，所述组合式风叶由设置于所述风叶支架的升力型叶片及可变槽叶片组成， 所述可变槽叶片由固定叶板和活动叶板组成，所述固定叶板固定于所述风叶支 架，所述活动叶板可转动地连接于所述风叶支架。

本实用新型的活叶调速型风力发电机组的一种优选实施方式是，所述风叶 支架由横向安装于所述垂直立轴回转系统上的上支架和下支架组成，所述上支 架与下支架通过纵向支架固定连接。

更加优选的实施方式是，所述活动叶板连接于所述纵向支架，并可绕所述 纵向支架旋转。

上述的，所述活动叶板的后侧设置有偏心配重。

本实用新型的活叶调速型风力发电机组的另一种优选实施方式是，所述固 定叶板与所述活动叶板之间设置有弹性限位装置，以使所述固定叶板与所述活 动叶板之间形成可变的受风槽区域。

更加优选的实施方式是，所述弹性限位装置是由限位小弹簧和大弹簧连接 成双段拉力弹簧构成的弹性限位装置。

本实用新型的活叶调速型风力发电机组的另一种优选实施方式是，所述垂 直立轴回转系统与所述风轮组的主支撑点位于所述垂直立轴回转系统的中部。 所述风轮组的整体重心在中心轴系底部，使得整个风轮重心下移，具有很强的 稳定性及抗摆性能。

本实用新型的活叶调速型风力发电机组的另一种优选实施方式是，所述风 轮组底部设置有风轮防摆装置，所述风轮防摆装置由两个或者两个以上的稳定 轮组成，所述稳定轮可绕所述垂直立轴回转系统的主机座的外轨道转动。从而 限制了风轮的摆动。

在本实用新型活叶调速型风力发电机组工作过程中，在静态和低速状态时 活动叶板在弹簧拉力的作用下，形成前小后大的受风槽，在风力的推动下，形 成较大转矩并配合升力型叶片起动风轮运转发电。

当风速增大风轮转速进一步提高时，外端的升力型叶片获得了较高的风能 利用率，活动叶板的线速度大于风速时，活动叶板在偏心配重离心力的作用下， 就克服限位小弹簧的拉力，使活动叶板打开一定的角度，一部分相对气流从中 间空隙中穿过，此时该活动叶板处于飘逸状态，产生的阻力最小。