[实用新型]发条储能式风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型属于风力发电领域。尤其涉及发条储能式风力发电机。

技术背景

风力发电是目前世界上大力提倡和发展的清洁能源之一。现有的风力发电设备分为小型及大型两种。小型风力发电设备主要由风扇叶、发电机、尾翼、偏航系统和逆变器、卸荷器、蓄电池组等构成。大型风力发电设备主要由风扇叶、增速器、发电机、风叶偏航系统、电气系统、液压系统、逆变卸荷和恒频恒速调整装置等构成。

小型风电设备风扇叶固定在发电机轴上、尾翼及偏转机构固定在发电机壳体上，有风时通过偏航尾翼调整迎风面，使风叶获得相应旋转速度，带动发电机发电，通过电缆经逆变及卸荷后，下传并储存在蓄电池中，蓄电池通过逆变输出到负载上。

大型风电的风扇叶通过轴承联接在轴座上，轴座与增速器输入轴联接。每个风扇叶在轴座上通过轴承旋转以便依据风速调整风叶的迎风面积，来获得均衡的风扭力，使风叶的旋转速度通过增速器达到发电机的使用范围。增速器为一套齿轮组，其输出端与发电机相连，带动发动机发电。电气及液压系统是支持风叶偏转、偏航、逆变、卸荷及横频恒速调整的系统。

现有的风力发电设备的主要缺点有以下几点

1、无论大型、小型风力发电设备，致命的缺点是：在无风或微风状态下，因动力不足都不能发电。小型风电因需要的蓄电池成本较低，可采用蓄电池储能，达到无风供电。大型风电设备因其蓄电池用量庞大，造价高无法储存。在与电网联网时，只能停止供电，对电网运行造成很大的不确定性，因此现有风电设备对风场的要求十分严格，由其是并网发电设备。目前我国主要在沿海及内蒙古、青藏高原等多风地带，适合安装风电设备，与之配套的输变电线路成本较高。

2、在大风状态下，小型风电要有刹车及过流卸荷装置。以保护不被吹倒或烧毁发电设备。大型风电要配有风叶偏转机构以调整迎风面大小。该机构复杂，成本高，同时，大风时的风能不能得到充分利用。

3、设备庞大复杂、造价高、通用性差。大型并网风电设备因其风叶直接与增速器输入轴相联，使扭臂减小，只能通过增大风叶尺寸及迎风面积来获得较大的风扭力，造成成设备又高又大；在风力、风向不稳定的情况下，要获得稳定的恒力发电，需智能系统调谐，十分复杂。这些庞大复杂的设备是风电造价高，投资回报率较低；因风叶轴座及增速器均通过垫压装等硬性联接，接口属一对一联接，无法实现设备通用，通用性较差，遇有损坏，更换维修极其困难。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种在自然环境的风力不稳定，时有时无，时大时小的状态下，可以恒速恒频恒功率持续发电的风电设备，客服现有技术的小型及大型风电设备在无风或微风时无法供电、设备庞大、复杂、造价高和通用性差等的不足。

本实用新型的技术方案是：发条储能式风力发电机，包括风叶部分、增速器、发电机和尾翼，其特征在于所述发条储能式风力发电机还包括蜗轮蜗杆减速装置和发条储能装置，所述蜗轮蜗杆减速装置的输入轴与风叶部分连接，涡轮输出轴与发条储能装置的输入轴相联接，发条储能装置的输出端与增速器的输入端相联接，增速器的输出端与发电机的输入端相联接。

本实用新型所述发条储能式风力发电机，其特征在于所述发条储能装置包括箱体、输入部分、储能部分和输出部分，输入部分、储能部分和输出部分安装在箱体内，所述输入部分由输入轴和输入主动轮组成，所述输入轴是直长轴，输入轴通过轴承支承在箱体上，轴的前端伸出箱体，与外部输入源连接，所述输入主动轮是轴套一端带有圆盘的法兰式轮，中心设有轴孔，输入主动轮安装在输入轴的前部，轴孔与输入轴紧密连接，输入主动轮上设有防止输入主动轮反向转动的棘轮；所述储能部分由n个发条储能单元串联组成，所述发条储能单元由发条和被动/主动轮组成，被动/主动轮是轴套前端带有圆盘的法兰式轮，沿圆盘的圆周设有一圈侧壁，呈圆盘盒状，被动/主动轮中心设有轴孔，滑动安装在输入轴的中后部，所述发条的圆心端与前一级发条储能单元的被动/主动轮的轴套部分固定连接，发条的外圆端与本级的被动/主动轮前端的圆盘盒的侧壁固定连接，第一发条储能单元的发条的圆心端与输入主动轮的轴套固定连接，第n个发条储能单元的被动/主动轮的轴套与输出部分连接；所述输出部分包括输出齿轮和释能调速器，所述输出齿轮安装在第n个发条储能单元的被动/主动轮的轴套上，与被动/主动轮的轴套紧密连接，安装齿轮部位的箱体上开有与负载连接的口，所述释能调速器由制动吸盘和电磁控制器组成，制动吸盘是中心设有轴孔的轮盘，制动吸盘安装在第n个发条储能单元的被动/主动轮的轴套上，与被动/主动轮的轴套间隙连接，电磁控制器控制对制动吸盘磁力大小。