[发明专利]恒速翼展型风力发电机及其控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种垂直轴风力发电机，具体是指一种恒速翼展型垂直轴风力发电机。

背景技术

风力发电机按旋转轴的方向可以分为水平轴和垂直轴两种。目前，水平轴风力发电机被广泛应用。水平轴风力发电机的设计制造比较复杂，具有如下不足：1)叶轮占据空间和占地面积大；2)叶轮受风不均，特别是悬空安装的叶片还要承受风的巨大正压力，3)造价高，单机功率越大，成本越高。相比之下，垂直轴风力发电机具有很多的优点。但是，目前的垂直轴风力发电机的风轮转速随着风速的变化而变化，造成了发电的不稳定性，为了克服发电稳定性，通常在风力发电机上设有一个叶片调整机构，使机构复杂化，也大大消耗了风的能量，制约了垂直轴风力发电机的推广应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种新型恒速翼展型垂直轴风力发电机。该风力发电机能在风速变化时通过机构的变化而调节风轮的受风面积，并改变距离地面的高度，从而保持风轮恒速转动，且运行平稳，启动风速小，结构简单。

本发明的技术方案如下：恒速翼展型风力发电机由风轮、塔架、液压缸、液压动力系统、齿轮箱、发电机、制动系统组成。

风力发电机垂直式安装，其中：制动系统，发电机，齿轮箱，液压动力系统，液压缸依次安装在塔架内部。

所述的风力机风轮由叶片、四边形连杆机构、支杆、上钢筒、下钢筒组成，其中：叶片与四边形连杆机构连接，四边形连杆机构与上钢筒连接，支杆与下钢筒连接，风轮有六个叶片，六组叶片围绕下钢筒等距分布，保证风轮运转的平稳性。

所述的上钢筒与塔架用轴承连接，只能绕轴作旋转运动，下钢筒用直线轴承与塔架连接，既能绕塔架转动，又能液压缸作用下作轴向运动。

所述的液压缸置于下钢筒内部，可推动下钢筒上下运动。

风力发电机工作时：当输入风速较大时，液压缸主动缩回，使下钢筒下降，带动支杆向下运动，支杆使四边形连杆机构向内运动，从而导致叶片同时向下、向内运动，风轮的受风面积和距地高度同时变小，输入风能变少；相反，当输入风速较小时，液压缸伸出，使下钢筒上升带动支杆向上运动，支杆又使四边形连杆机构向外运动，从而导致风轮叶片同时向上及向外运动，风轮的受风面积和距地高度同时变大，输入风能增加。通过液压缸主动伸长和收缩，来调节风轮的受风面积和距地高度，可以保证风速大小变化时，风力机较好地保持恒速转动，从而保证了发电的稳定性。

本发明的风力发电机系统采用六组叶片，通过连杆机构的调节改变风轮的受风面积和距地高度，使在风速大小变化时，风轮保持恒速转动。本系统结构简单，具有启动风速小，噪声干扰低等优点。

附图说明

图1恒速翼展型风机的结构图

图中：叶片1、四边形连杆机构2、支杆3、上钢筒4、下钢筒5、塔架6、液压缸7、液压动力系统8、齿轮箱9、发电机10、制动系统11

具体实施方式

如图1所示，恒速翼展型风力发电机由叶片1、四边形连杆机构2、支杆3、上钢筒4、下钢筒5、塔架6、液压缸7、液压动力系统8、齿轮箱9、发电机10、制动系统11组成。风力发电机系统垂直式安装，其中：制动系统11，发电机10，齿轮箱9，液压动力系统8，液压缸7，下钢筒5，上钢筒4依次安装在塔架6内部；

支杆3与下钢筒5连接，四边形连杆机构2与上钢筒4连接，叶片1与四边形连杆机构2连接，并构成一组叶片垂直地面的风轮，风轮有六个叶片，六组叶片围绕下钢筒5等距分布，可保证风轮运转的平稳性。

所述的风力机风轮由叶片1、四边形连杆机构2、支杆3、上钢筒4、下钢筒5组成，其中；叶片1与四边形连杆机构2连接，四边形连杆机构2与上钢筒4连接，支杆3与下钢筒5连接，风轮有六个叶片，六组叶片围绕下钢筒等距分布，保证风轮运转的平稳性。

所述的上钢筒4与塔架6用轴承连接，只能绕轴作旋转运动，下钢筒5用直线轴承与塔架6连接，既能绕塔架转动，又能液压缸7作用下作轴向运动。

所述的液压缸7置于下钢筒5内部，可推动下钢筒5上下运动。

风力发电机工作时：当输入风速较大时，液压缸7主动缩回，使下钢筒5下降，带动支杆3向下运动，支杆3使四边形连杆机构2向内运动，从而导致叶片1同时向下、向内运动，风轮的受风面积和距地高度同时变小，输入风能变少；相反，当输入风速较小时，液压缸7伸出，使下钢筒5上升带动支杆3向上运动，支杆3又使四边形连杆机构2向外运动，从而导致风轮叶片同时向上及向外运动，风轮的受风面积和距地高度同时变大，输入风能增加。通过液压缸主动伸长和收缩，来调节风轮的受风面积和距地高度，可以保证风速大小变化时，风力机较好地保持恒速转动，从而保证了发电的稳定性。