[发明专利]新型垂直轴兆瓦级风力发电传动系统

说明书

技术领域

本发明属于风力发电领域，涉及垂直轴风力发电系统技术，特别涉及一种新型垂直轴兆瓦级风力发电传动系统。

背景技术

目前兆瓦级风力发电机械传动系统技术，主要以水平轴机械传动机构为主；水平轴有带增速机和无增速机两种系统；都同样以直线形式布置或并列布置在一个可以正反旋转(小于3圈)的回转机舱(或平台)上，回转机舱(或平台)通过带齿圈的(滚动式)偏航轴承，磨擦盘、制动器、驱动器连接来实现机舱随时正反转动或停止；其机械传动系统的不足之处是整机体积大、重量重、传动系统复杂、电线排缆及计数系统故障率高、制造成本高、噪音大、寿命短、风能利用率低，使用维护成本高。现有的垂直轴风力发电系统以小型为主，是在立式发电机轴端直接与风叶转轴相联或通过多级齿轮传动在侧面相联接，从而达到发电的目的，这种传动结构简单，但发电功率较小，只能满足离网型发电要求。而新型兆瓦级垂直轴风力发电传动系统，利用增速结构技术组合将多台同步发电机组同时布在一个固定平台上。风力启动风叶转子转动，带动公用大齿圈及多个独立增速箱同时工作，每个风叶具有独立的变浆机构和公用避雷系统，风叶转动与风向和大小无关，没有偏航及排缆和计数系统从而达到克服现有风力发电机械传动系统的不足之处。

发明内容

新型垂直轴兆瓦级风力发电系统发明的目的：

(1)提高风能利用率，工作风速范围宽2~11级风；转子转向与风向和风力大小无关。

(2)结构简单，减轻整机重量约15~25％，(对同种规格机型)降低成本。

(3)简化传动系统，采用共用避雷系统。

(4)取消解缆、排缆系统和电力滑环传动及计数系统。

(5)取消偏航轴承和偏航驱动系统。

(6)工作噪音低，使用寿命长。

(7)可同时驱动多台发电机组工作。

(8)可以很方便将现有水平轴风电机组改为垂直轴风电机组。

本发明新型兆瓦级垂直轴风力发电机械传动系统其特征在于：系统结构组成由转子(4)和空心立轴(17)、定位转轴(2)、调心轴承一(1)、调心轴承二(15)、大齿圈(21)、齿轮轴一(20)、增速箱(18)、同步发电机(30)、涨紧联接套一(31)、涨紧联接套二(28)、涨紧联接套三(5)、摩擦盘(27)、叶片(14)、同步轴(41)、和自动变浆机构(40)等组成；当风力启动叶片(14)并通过自动变浆机构(40)和水平连杆(11)与转子(4)一起转动；转子(4)与大齿圈(21)联在一起转动带动齿轮轴一(20)和增速箱(18)工作，增速箱(18)中高速齿轮轴(44)通过涨紧联接套三(31)带动永磁同步发电机(30)工作；齿轮轴一(20)与增速箱(18)和发电机(30)及支座，可多台同时布置在固定平台上，调心轴承一(1)、调心轴承二(15)用于支承定位转子(4)转动，并承受轴向和径向作用，自动变浆机构(40)可根据风力大小自动带动同步轴(41)、叶片(14)一起转动，以适应风力大小稳定工作，也用于紧急制动，自动变浆机构(40)，可根据风力大小正反90°转动，避雷针(6)、避雷针固定导柱(32)、连接座(33)组成壁雷装置，避雷针(6)通过绝缘套(75)和绝缘端盖(68)、绝缘联接支座(80)与固定平台(34)上绝缘连接座(33)联接并通过电缆与大地联接，摩擦盘(27)和立式盘式制动器(26)用于系统紧急制动和工作制动，通过支承底座(29)固定在平台(34)上。

本发明新型兆瓦级垂直轴风力发电机械传动系统技术方案是：由带一组垂直叶片及联杆的回转转子立轴与公用转动大齿圈和布置在固定平台上的多台增速机齿轮传动系统及多台制动盘、多台制动器和多台同步发电机组和固定平台机仓壳体组成；固定平台底面凸台可以和任意风机塔体最高处法兰相联结，形成立轴转子回转大齿圈增速齿轮机传动系统，每个叶片具有独立的变浆机构和公用避雷系统；实现风力发电工作传动功能。

本发明新型的有益效果是可以从2级到11级大风都能工作发电，叶片和转子工作方向与风向及其大小无关，并且能自动变浆结构简单，与同种规格整机重量相比重量轻15~25％，降低产品成本，取消偏航轴承及偏航驱动检测控制系统，取消偏航排缆、解缆系统及计数系统；有定浆和变浆机构。增加共用避雷放电系统，降低叶片制造和维护使用成本，维护简单、可靠、噪音低、使用寿命长。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明新型带变浆功能叶片回转体和固定平台主视横剖面构造图

图2是本发明新型定浆叶片回转体和固定平台主视横剖面构造图