[发明专利]无轴风力发电机、最大功率跟踪发电及并网解耦控制方法

说明书

本发明公开了一种无轴风力发电机，涉及风力发电设备技术领域，包括：转筒、支撑件、发电装置和轴承，轴承固定设置于支撑件上，转筒固定设置于轴承的内圈中，转筒的内壁上设置有驱动叶片，驱动叶片能够带动转筒转动，发电装置的转子固定设置于转筒外壁上并能够随着转筒转动，发电装置的定子与转子相对设置，定子固定设置于支撑件上，转筒的一端设置有进风口，进风口呈环形，进风口朝向转筒的周向外侧，本发明提供的无轴风力发电机结构简单、安装方便、维护成本低且可以利用多个方向的风力，本发明提供的最大功率跟踪发电方法实现了最大功率跟踪发电，本发明提供的并网解耦控制方法满足了电网并网运行要求。

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，特别是涉及一种无轴风力发电机、最大功率跟踪发电及并网解耦控制方法。

背景技术

过去半个多世纪中，世界各国的风电产业走过了一条从无到有、从小到大、从弱到强的发展之路，为世界各国推进新能源利用、促进节能减排、优化能源生产与消费结构做出了重要贡献。当前，风电已成为世界第五大、中国的第三大电源。在很多风能大国，陆上风电的发电成本与煤电基本相当，有些地区甚至比煤电更廉价。然而传统的有轴风力发电机(如水平轴、垂直轴等)由于体型大、对工况比较挑剔等问题，故只能安装在地势较高、风力适中且稳定的偏远地区。传统风力发电机中心轴的设计使得旋转部分存在运检难度大的问题，同时其自启门槛高等应用难题也亟待解决，因此，人们需要设计一款可以在各种条件下安装运行、可利用多风向的新型风力发电机。

发明内容

本发明的目的是提供一种无轴风力发电机，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单、安装方便、维护成本低且可以利用多个方向的风力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种无轴风力发电机，包括：转筒、支撑件、发电装置和轴承，所述轴承固定设置于所述支撑件上，所述转筒固定设置于所述轴承的内圈中，所述转筒的内壁上设置有驱动叶片，吹动所述驱动叶片时，所述驱动叶片能够带动所述转筒转动，所述发电装置的转子固定设置于所述转筒外壁上并能够随着所述转筒转动，所述发电装置的定子与所述转子相对设置，所述定子固定设置于所述支撑件上，所述转筒的一端设置有进风口，所述进风口呈环形，所述进风口朝向所述转筒的周向外侧。

优选的，所述轴承为向心推力圆锥滚子轴承，所述转筒的外壁为弧形面，所述转筒的横截面积从两端至中部逐渐变小，所述向心推力圆锥滚子轴承套设于所述转筒的上半部分。

优选的，还包括上部涵道和引风导向件，所述上部涵道呈套筒状壳体，所述上部涵道的底端插设于所述转筒的顶端，所述上部涵道顶端边沿的尺寸大于所述上部涵道底端边沿的尺寸，所述顶端边沿和所述底端边沿之间的壁面圆弧过渡，所述引风导向件位于所述上部涵道的正上方，所述引风导向件朝向所述所述上部涵道的端面为导风面，所述导风面呈锥形，所述导风面的尖端朝向并伸进所述上部涵道，所述引风导向件最大截面尺寸大于所述上部涵道顶端边沿的尺寸，所述导风面和所述上部涵道顶端边沿形成所述进风口，所述进风口处设置有防护网。

优选的，所述引风导向件为一呈倒锥形的薄壁腔结构件。

优选的，环形的所述进风口均分为四个子进风口，各所述子进风口上均设置有一套用于闭合该所述子进风口的百叶窗，各所述百叶窗的窗叶在不受风力时处于闭合状态，受到朝向进风口吹动的风力时打开。

优选的，所述支撑件呈套筒状壳体，所述支撑件套设于所述转筒外，所述轴承固定设置于所述支撑件内，所述发电装置的转子和定子均位于所述支撑件内，所述定子固定设置于所述支撑件的内壁上，所述上部涵道的下部位于所述支撑件内且通过支撑梁固定于所述支撑件内。

优选的，还包括轴套，所述轴套套设于所述转筒顶端，所述轴套、所述转筒以及所述向心推力圆锥滚子轴承紧密配合。

优选的，所述驱动叶片为刚体，所述转筒的内壁也为弧形面，所述转筒的内径从两端至中部逐渐变小，所述驱动叶片固定设置于所述转筒内径最小处。