[实用新型]一种使用弹性轮毂连接的双叶片风力发电机

说明书

本实用新型公开了一种使用弹性轮毂连接的双叶片风力发电机，包括轮毂、叶片、弹簧阻尼元件、传动机构和机舱；轮毂设有两个叶片连接端，两叶片连接端均连接叶片；弹簧阻尼元件呈环状，传动机构穿过弹簧阻尼元件，传动机构的一端连接轮毂，传动机构的另一端连接机舱，弹簧阻尼元件弹性压缩于轮毂与机舱之间。该装置通过弹簧阻尼元件与轮毂结合，既可以降低风载荷作用下风机转子、机舱、支撑结构和连接构架的刚性振动幅值，也可以减少双叶片风力发电机连接结构受到的循环载荷和降低双叶片的结构载荷和变形，从而增加双叶片风力发电机使用寿命，降低海上双叶片风电场的维护成本，推动双叶片风机大规模商业化的发展。

技术领域

本实用新型涉及风力发电机领域，特别涉及一种使用弹性轮毂连接的双叶片风力发电机。

背景技术

风能是目前发展最迅速的可再生能源，全球可利用的风能资源非常丰富，风能总量比地球上可开发利用的水能总量大10倍以上，其中大部分高质量的风能资源集中在海上区域，因此，实现海上风电装置的高效建设运营，具有现实意义。

近年来，风力发电机的平均能源成本稳步下降，几项研究预测，随着海上风电装置的增设，这一下降趋势将会持续下去，未来五年，全球平均水平的能源成本有望下降30％。为了尽可能实现能源成本的持续下降，相关研究一直集中在风力发电机的可靠性、疲劳寿命、能量产出优化和安装成本以及漂浮式风力发电机等新的风力发电机概念上。然而，海上风能的收集利用还受到气象条件以及运输安装可用性的限制，因此其总体成本在很大程度上仍然是由运营和安装成本驱动的，有研究表名，海上风能装置的安装和维护占据风力能源成本高达37％的比例。

在此背景下，考虑从三叶片风力发电机转换成双叶片风力发电机，与前者相比，一方面，由于转子叶片的减少，双叶片风力发电机被认为在降低能源成本方面具有很高的潜力，在制造、运输、安装和维护等方面具有一定的经济效益。另一方面，由于双叶片风力发电机应用于远离岸边的海上风电场，视觉和噪音的缺点被掩盖，以往应用于陆地时带来的负面影响在海上应用的时候不复存在。

然而，双叶片风力发电机的应用却会增加的疲劳载荷，对于双叶片的转子，非均匀流入会产生强烈的负载不平衡，会导致双叶片产生较高的结构载荷，由此产生的循环轮毂力矩传递到机舱、支撑结构等部位上，会导致风力发电机承受更高的疲劳载荷，降低疲劳寿命。目前针对此类情况，最常见的减载方法是在轮毂上集成一个跷跷板铰链，通过使用跷跷板铰链降低正常运行过程中风力发电机的疲劳载荷，但跷跷板铰链在瞬态运行中可能会导致严重的损坏，因此，急需一种能够减少载荷，又能保证稳定性的技术手段应用于双叶片风力发电机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种使用弹性轮毂连接的双叶片风力发电机，以解决现有的双叶片风力发电机载荷明显，连接结构处疲劳破坏严重，风力发电机疲劳寿命短，维护成本高等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种使用弹性轮毂连接的双叶片风力发电机，包括轮毂、叶片、弹簧阻尼元件、传动机构和机舱；所述轮毂设有两个叶片连接端，两所述叶片连接端均连接所述叶片；所述弹簧阻尼元件呈环状，所述传动机构穿过所述弹簧阻尼元件，所述传动机构的一端连接所述轮毂，所述传动机构的另一端连接所述机舱，所述弹簧阻尼元件弹性压缩于所述轮毂与所述机舱之间。

在其中一个实施例中，所述弹簧阻尼元件包括环状主盘和多个阻尼器，多个所述阻尼器圆周分布于环状主盘的两表面上。

在其中一个实施例中，所述弹簧阻尼元件的两端设有连接板和固定架，所述环状主盘两表面的所述阻尼器分别与所述连接板和所述固定架弹性抵接。

在其中一个实施例中，所述固定架固定连接于所述机舱上。

在其中一个实施例中，所述连接板与所述轮毂之间设有轮毂支座，所述轮毂支座与所述连接板连接固定，所述轮毂安装至所述轮毂支座上。

在其中一个实施例中，所述轮毂设有多个安装卡扣，多个所述安装卡扣与所述轮毂支座的对应卡位扣合连接。