[实用新型]一种大功率垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，特指一种大功率的垂直轴风力发电机。 

背景技术

近年来，风力发电技术在我国得到快速发展及普遍应用，主要使用水平轴风力发电机进行风能发电，水平轴风力发电机风能利用率高，但是启动风速较高，噪声较大，垂直轴风力发电机启动风速较小，转速低、噪声小，但是大功垂直轴风力发电机应用较少。 

在兆瓦级以上的风力发电机型中，无论是水平轴风力发电机，还是垂直轴风力发电机，由于发电机、齿轮箱重量大，安装在塔筒的顶部，对塔筒的强度及基础的深度要求更为严格，建设进度慢，安装难度大，同时风机运行维护成本大，导致我国风电开发成本高，影响了力风力发电技术的快速发展。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足而提出一种结构简单、安装维护方便、发电效率较高，运行稳定、安全的兆瓦级垂直轴风力电机。 

本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现： 

一种大功率垂直轴风力发电机，包括发电机、传动轴、轴、变桨动力装置、叶片，所述叶片的两端通过铰链连接在固定盘上，叶片均角排列在以轴为中心的圆柱面上且与轴平行，叶片的上端通过连杆与调节环连接，所述调节环上设置有 变桨动力装置，所述轴的下端与传动轴连接，所述传动轴分段通过齿轮箱连接，齿轮箱的输出轴通过连接装置与发电机的输入轴连接。 

本实用新型中，调节环通过连杆调整叶片旋转角度范围为0°～90°，且叶片旋转同步。 

本实用新型中，连接装置内设置有刹车和制动部件。 

本实用新型中，固定盘与轴的上端通过拉索连接。 

本实用新型中，固定盘的上端设置有锥形罩。 

由于采用上述的方案，本实用新型具有如下优点： 

1、通过传动轴、齿轮箱将风轮的机械能传递到塔筒下方的发电机，运行稳定、传递效率高，由于发电机放置在塔筒底部，降低了塔筒承载，同时也便于设备的维护。 

2、通过变桨动力装置和调节环调节叶片的迎风角度，便于风力发电机的功率的自动控制，确保了风机能够在大风速下安全稳定运行。 

3、叶片采用W型槽或C型槽结构，均角排列在以轴为中心的圆柱面上且与轴平行，风能转化效率高。 

4、固定盘与轴的上端通过拉索连接，简化了风轮结构，同时也增强了风轮运行的平稳性。 

综上所述，本实用新型结构新颖、科学，能够大大降低风场建设成本和缩短建设周期，同时设备稳定、安全，维护方便、启动风速小，风能利用系数高。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

图2为本实用新型的变桨原理示意图。 

图3为本实用新型的一种W型叶片结构示意图。 

图4为本实用新型的一种C型叶片结构示意图。 

附图1-4中：1-叶片、2-拉索、3-固定盘、4-轴、5-发电机、6-传动轴、7-齿轮箱、8-连接装置、9-变桨动力装置、10-避雷针、11-塔筒、12-铰链、13-连杆、14-调节环、15-锥形罩。 

具体实施方式

下面结合附图，来详细说明一种大功率垂直轴风力发电机的具体实施方式。 

如图1至4所示，一种大功率垂直轴风力发电机，包括发电机5、传动轴6、轴4、变桨动力装置9、叶片1，所述叶片1的两端通过铰链12连接在固定盘3上，可以在0°～90°角度范围内旋转，叶片均角排列在以轴4为中心的圆柱面上且与轴4平行，叶片、轴4、固定盘3组合为发电机的风轮，叶片的上端通过连杆13与调节环14连接，调节环14上设置有变桨动力装置9，通过变桨动力装置9来自动调整叶片的迎风角度，控制在不同风速下的发电功率，所述轴4的下端与传动轴6连接，所述传动轴6分段通过齿轮箱7连接，齿轮箱7的输出轴通过连接装置8与发电机5的输入轴连接，将风轮的机械轮传递给发电机转化为电能。 

本实用新型中，变桨动力装置9通过调节环14和连杆13同步调整叶片1旋转角度，改变叶片的风能转化效率，连接装置8内设置有刹车和制动部件，具有过速刹车和维护制动保护功能，固定盘3与轴的上端通过拉索2连接，可以提高风轮整体结构强度，改善风轮运行的平稳性，固定盘3的上端设置有锥形罩15，用于防雨防晒，同时锥形罩15对顶部安装有避雷针10进行防雷。 

本实用新型在应用过程中，叶片1吸收空气动能转化为风轮的机械能，风 轮机械能通过传动轴6和齿轮箱7传递给发电机5转化为电能，在风速增大的情况下，风轮转速增加，同时发电机转化的电能也增加，当发电机发出电量大于额定功率时，变桨动力装置9逐渐调整叶片1的角度，减小叶片的迎风面，降低叶片风能转化效率，从而确保在大风速下能够稳定额定容量发电。