[实用新型]双叶轮力矩之和新型风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型专利以双叶轮力矩之和，求解欠饱和之差的技术短板，属空气动力学范畴涉及风电能源领域创新。 

背景技术

当前，我国风电在全国570个电场单位，5万余风电机组，总装机容量4700万千瓦分布在全国海疆、平原、高山，占全国总能耗3%。 

向西，甘肃酒泉的河西走廊，号称世界风库的玉门、瓜州，整年吹着四、五级的大风。但是，即使是四五级的大风，三叶片风电机组只是欠饱和运行（六级风力12.5m/s三叶片叶轮饱和运行），饱和运行时间一年只有96天。 

向东，沿海地域的浙江、山东、黄海沿疆50米高空风速大于等于3m/s，年饱和运行时间也没有超过甘肃的河西走廊。 

向南，福建、广东、云南风电机组也处在吃不饱条件下运行。 

向北，松花江下游和内蒙及河北地区与酒泉、瓜州地区比较，风电机组一年到头也只有60天的饱和运行年时间率。 

由此看出，全国已建设5万余风电机组，百分之百处在不同程度的欠饱和状态下运行。

发明内容

发明目的

本实用新型提出了一种双叶轮力矩之和新型风力发电机，采用双叶轮，解决了普通风力发电机欠饱和、欠功率运行的技术短板。

技术方案

双叶轮力矩之和新型风力发电机，其特征在于：在塔筒顶部机舱内设置发电机，并在发电机主轴两端设置有对称的双叶轮，两叶轮上的叶片为交叉布局结构。 

两发电机串联，旋转主轴由联轴器对接，叶轮设置于电机轴两端，两发电机绕组可串联运行。 

在塔筒上下设置结两台风力发电机组；一台设置于塔筒顶部，另一台设置于塔筒中部，两风力发电机组的叶片重叠2-4m结构。 

叶轮叶片为三叶片结构。 

实施例1、实施例2、实施例3，双叶轮力矩之和，提高空气动力对叶轮相对运动扭矩，翻倍的提高风电产能。 

优点及效果

因为双叶轮翻倍增加风电叶轮扫风面积，由此风电机组产生翻倍的发电产能。其效果相当在全国再建570个风电场单位。由于专利单位可先施工，先投入双叶轮运行发电1-2年，多发电的经济收益，作为支付施工单位工程费用，国家不需再投入资金。 

附图说明

图1是双叶轮单发电机结构示意图；

图2是双叶轮双发电机串联结构示意图；

图3是双叶轮双发电机组气动结构示意图。

附图标记说明：

1.叶片，2.发电机，3.叶轮，4.塔筒。

具体实施方式：

工作原理：

本实用新型根据空气动力学的基本理论，求解空气动力对风力发电三叶片叶轮相对运动造型的研究，相对运动面积的研究，相对运动上下叶片表面速度比的研究，相对运动流场的研究，相对运动效率的研究等。

双叶轮之和，补功率运行之差，如图1。

两1.5MW串联之和，补发电产能之差，如图2。

两单发电机组输出功率之和，补上网穿透力之差，如图3。

实施例1，双叶轮，永磁直驱发电机气动结构示意图。

如图1，双叶轮力矩之和，补功率运行之差。

永磁直驱单发电机轴两端设置对称前、后叶轮，两三叶片为交叉气动布局。空气动力作用于双叶轮两扫风面积，向相同一方向旋转扭矩。

前、后叶轮三叶片均无迎角、扭曲角，空气对叶片相对运动攻角较小，来流贴着叶片上下表面流过，空气动力对叶片相对运动动能，转换为对机械能作功。但叶片未拉动空气旋转运动，前三叶片叶轮在旋转中，叶片出口边气流只有旋转尾迹，并无强烈旋涡干扰后叶轮三叶片扫风作功。而作用于后叶轮三叶片的主气流，是来自前三叶片间矩空间未扰动的高速直流，对后三叶片相对运动产生向相于前叶轮旋转力矩。

如，正常运行的风电机组在六级风动力作用下（12.5m/s）驱动发电机三叶片叶轮饱和运行，每分钟18-20圈，即3.3 -3秒扫风一周。这就是说，12.5m/s风速作用于前叶轮三叶片同时，在同一秒时间内穿透前三叶片间距空间，作用于后叶轮产生旋转扭矩之和，驱动发电机18-20r/min切割确磁力线产生电能，补欠饱和运行之差。因此，求证前叶轮不会影响后叶轮扫风运动的效率。

由此，双叶轮力矩之和驱动发电机饱和运行，找回低风速欠饱和运行之差，广泛适用于1.5MW、2.0MW、3.0MW、4.0MW、5.0MW、6.0MW发电机组。

实施例2，双叶轮，永磁直驱发电机串联气动结构示意图。