[发明专利]一种大型变桨式垂直轴风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及垂直轴风力发电机组技术领域，特别是涉及一种大型变桨式垂直轴风力发电机组组。

背景技术

现有技术中，垂直轴风力发电机主要分为阻力型和升力型两类。阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力差作为驱动力的，而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而会增大，所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高很多。但是，目前无论阻力型还是升力型的垂直轴风力发电机都普遍存在着以下缺陷：起动扭矩小、结构复杂、而且在强风时，风轮迎风面积及受力大，而使发电机输出功率过大，容易导致电机超出额定发电功率而损坏。

中国实用新型专利（公告号：CN 201155425Y）公开了一种“垂直轴柔性风轮”， 该垂直轴柔性风轮包括有一个立杆，立杆一端的轮毂通过连杆与不同的叶片连接，轮毂连接发电机将机械能转化为电能输出，立杆和每个叶片竖直设置，每个连杆水平设置，其一端和立杆相连接,另一端和叶片相连接，连杆与立杆以及连杆与叶片之间均分别呈90度直角，每一个叶片与连杆的连接处和立杆顶端之间分别系有一条柔性悬索，每个连杆与立杆的连接处，以及和叶片的连接处采用铰接方式。但是，该垂直柔性风轮难于保证垂直发电机的整体稳定性，且振动较大，而且抗强风能力也有待进一步提高，适用风速范围窄的问题也有待于进一步解决。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种抗强风能力好、适用风速范围广及稳定性高的垂直轴风力发电机技术显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、抗强风能力好、低噪音、适用风速范围广及稳定性高的大型变桨式垂直轴风力发电机组。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种大型变桨式垂直轴风力发电机组，包括放电机、风轮和塔架，设置有传动系统、支架机构和铰接机构，

风轮设置有至少两组均匀分布的风叶单元；

传动系统包有固定柱、轴承、回转套轴及传动轴，发电机装设于塔架，塔架设有竖直的固定柱，回转套轴通过轴承可旋转地装设于固定柱，回转套轴与传动轴固定连接，传动轴与发电机的转轴传动连接；

支架机构包括与风叶单元数目相同的支架单元及环形的轨道钢件，支架单元沿着轨道钢件滑行，每个支架单元包括第一上连杆组件、下连杆组件及支撑柱，第一上连杆组件及下连杆组件分别连接支撑柱与回转套轴，

铰接机构包括两个以上铰接装置，每个铰接装置与一组风叶单元对应铰接，铰接装置包括第二上连杆组件及弹簧组件，弹簧组件位于第二上连杆组件的下方，风叶单元通过第二上连杆组件与支撑柱铰接，风叶单元的下部与支撑柱的下部通过弹簧组件连接。

优选的，第一上连杆组件包括第一上铰接座、第一上连杆及第二上铰接座，下连杆组件包括第一下铰接座、第一下连杆及第二下铰接座，第二上连杆组件包括第三上铰接座、第二上连杆及第四上铰接座，

第一上铰接座固设于回转套轴的上部，第二上铰接座和第三上铰接座分别固设于支撑柱的上端，第四上铰接座固设于风叶单元，第一上铰接座与第一上连杆的一端通过销轴铰接，第一上连杆的另一端与第二上铰接座通过销轴铰接，第三上铰接座与第二上连杆的一端通过销轴铰接，第二上连杆的另一端与第四上铰接座通过销轴铰接；

第一下连杆座固设于回转套轴的下部，第二下铰接座固设于支撑柱的下端，第一下铰接座与第一下连杆的一端通过销轴铰接，第一下连杆的另一端与第二下铰接座通过销轴铰接。

更优选的，弹簧组件包括第三下铰接座、压缩弹簧及第四下铰接座，第三下铰接座与压缩弹簧的一端铰接，压缩弹簧的另一端与第四下铰接座铰接。

优选的，支撑柱的下端装设有支撑轮，支撑柱通过支撑轮在轨道钢件滚动。

优选的，每组风叶单元包括风叶、连杆及至少两根相互平行设置的支杆，支杆的一端与连杆固接，风叶与支杆的另一端通过销轴及弹簧连杆装置铰接，该销轴垂直穿过支杆的上表面及下表面，并且销轴位于风叶横截面重心位置的前部。

更优选的，第二上连杆组件位于风叶重心的上方。

优选的，弹簧连杆装置的一端与支杆铰接，弹簧连杆装置的另一端与风叶连接。

更优选的，弹簧连杆装置包括铰接件、销轴及弹簧，铰接件固设于支杆，并且铰接件与弹簧的一端通过销轴铰接，弹簧的另一端通过销轴与风叶铰接。

优选的，风叶单元设置为两组对称的风叶单元，或者风叶单元设置为三组或者三组以上均匀的风叶单元。

优选的，传动轴与发电机的转轴通过联轴器连接。