[发明专利]高速风力发电机组的多叶式风轮增速装置

说明书

本发明涉及一种风力发电机组，尤其是涉及一种高速风力发电机组的多叶式风轮增速装置。 

公知，目前由于地区不同、气候不同、风力不同等客观因素，风力发电机转速快慢不一，发电量不稳定、不可控，并网输出困难，成本依然很高，需政府大量补贴。尤其是占68％地域范围属低风速地区，常见风叶转动缓慢，甚至停滞，难以利用风力发电。 

已公开的“风力发电中的风力增速装置”(实用新型专利号200520073974.9)采用风罩结构利用风源增速的装置，增速效果有限，风道限制了风叶长度，难以高产发电。“高效低风速风力发电机组”(实用新型专利号200420030648.5)采用在发电机转子上安装磁轮机构带动转子转动发电，同样增速效果有限。而且以上发明仍然受自然风力大小的影响，转速不可控，发电量不稳定，经济效益低下。 

本人已申请的“风力发电机组全天候快速运行装置”，申请号201210168866.4，采用电动机动力辅助，使风力发电机实现全天候快速运行，增加了发电时间和发电量，但增发电力需消耗一部分电动机增速电能。 

本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种利用多叶式风轮在低风速运行时有较高风能利用系数和较大的转矩特点，通过自动控制调节风叶角度，和拨动摩擦齿伸缩，为高速风力发电机组增速和控速，达到高速风力发电机组稳定高产的发电。 

为实现上述目的，本发明的高速风力发电机组的多叶式风轮增速装置由一只多叶式风轮、一只传动轮、轴承座支架、风叶电磁开关总成、拨动摩擦齿开关总成、可伸缩拨动摩擦齿总成、电器控制器组成。其特征是：在高速风力发电机组的塔身上，安装一只多叶式风轮，受低风速自转惯性力为高速风力发电机增速、控速，其中轴承座支架安装在塔身上，多叶式风轮安装在轴承座支架上，传动轮安装在高速风力发电机主轴上，传动轮和多叶式风轮轮圈相对，但留有间隙。多叶式风轮上安装有数个可伸缩拨动摩擦齿，多叶式风轮受风自 转产生惯性力后，由电器控制器控制拨动摩擦齿电磁开关总成开启，使拨动摩擦齿伸出风轮圈外，拨动摩擦与之相对的传动轮旋转，并传动高速风力发电机组的风轮加速旋转。当风速在额定范围内高速风力发电机正常运作时，拨动摩擦齿缩回，由电器控制器控制风叶电磁开关总成开启，使风叶移位到最小风阻而多叶式风轮停转；当高速风力发电机超速时，风叶变换角度向相反方向移位，使风叶反斜面角受风，多叶式风轮反转，拨动摩擦齿伸出，反方向拨动摩擦传动轮，形成阻力，使高速风力发电机风轮减速，周而复始，实现稳定、高产的风力发电。 

所述的多叶式风轮，其特征是：多叶式风轮为低风速风轮，风叶的叶片数在12-24片之间，多叶式风轮由两只电磁开关总成分别在程序自动控制下调节拨动摩擦齿伸缩和调节多叶式风轮内众风叶转变角度，控制多叶式风轮快转、慢转、不转或反转。 

所述的拨动摩擦齿总成，其特征是：安装在多叶式风轮上，拨动摩擦齿为橡塑柔性圆齿状，可由拨动摩擦齿电磁开关总成自动调节伸出风轮圈外或缩回，并自动调节与传动轮最佳接触面，伸出距离和拨动摩擦力度，拨动摩擦齿为1-4齿，优选2齿。 

所述的传动轮，其特征是：安装在高速风力发电机主轴上，传动轮圈沿为圆形状，当风力发电机迎风移动或控速移动角度时，拨动摩擦齿依然可以多角度接触拨动传动轮。 

所述的多叶式风轮和传动轮，其特征是：多叶式风轮和传动轮可顺风安装或逆风安装，多叶式风轮直径大于传动轮直径，两者直径大小根据年平均风速设定。 

所述的风叶电磁开关总成、拨动摩擦齿开关总成和电器控制器，其特征是：可选用电磁吸铁开关或直线电机开关，根据风力发电机输出发电量、电流、电压编制设定程序的电器控制器，自动控制风叶电磁开关和拨动摩擦齿电磁开关的工作状态。 

本发明的有益效果是：利用低风速风能使多叶式风轮旋转力传动高速风力发电机稳定高产发电，并通过调节风叶角度使多叶式风轮具有增速、限速 功能，使风力发电机的风电场适应性提高，使低风速能高速发电，充分利用风能，且无需消耗增速电能，节约投资，提高现有风力发电机组的效能，降低发电成本。 

下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步详细说明。 

图1是本发明水平轴高速风力发电机组的多叶式风轮增速装置剖面图 

图2是本发明垂直轴高速风力发电机组的多叶式风轮增速装置剖面图