[发明专利]恒频发电的风力发电装置

摘要

本发明提供一种靠机械传动实现风力变速、恒频发电的风力发电装置，其主要特征是，由一个前级变速机构与一个或两个差速机构复合而成一个综合的差速机构，该机构内置电动机和发电机；风力发电机叶轮的扭矩经本装置的总输入端输入给本装置，机构内置的电动机在电力作用下固定转速转动；经本装置的综合作用，发电机转子在风机叶轮和内置电动机转矩的综合影响下，发电机所发电力的频率由内置的电动机的转速决定；进而直接实现恒频发电。本发明在风力发电领域应用前景十分广阔，不仅能大幅度降低风力发电机生产成本，并能从根本上消除风电的高次谐波，提高电网质量。

主权项

一种靠机械传动实现风力变速、恒频发电的风力发电装置；包括装置的基本发电装置和辅助扭矩产生装置；基本发电装置包括主动转子、第一级从动转子、第二级从动转子之一、第二级从动转子之二、第二级从动转子之二的辅助扭矩的输入端的齿轮综合体、第二级从动转子之三、第一发电机定子、第一发电机定子从动装置、第二发电机定子、端盖、轴承及密封总成、外壳、紧固件、扭矩输入端；其特征是：本装置由基本发电装置和辅助扭矩产生装置两部分组成，基本发电装置是由圆筒形外壳和两个圆柱体的左、右两个端盖封装的综合体，左、右两端盖分别固定在外壳轴线两端；主动转子为同轴心的两个圆柱体的连接体，与其配套的两套轴承及密封总成分别在该连接体的左侧的圆柱体轴线两侧，分别安装在左端盖轴心线左右两端，主动转子的右侧的圆柱体是一个齿轮；第一级从动转子是同轴心的由一轴连接左、右两个齿轮的连接体，它分别与四个转子相互配合，第一、它的左齿轮与主动转子齿轮相互啮合，第二、它的右齿轮与第二级从动转子之一的齿轮部分相互外啮合，第三、它的右齿轮又与第二级从动转子之二的齿轮部分相互内啮合，第四、它的轴安装在第二级从动转子之三上；第二级从动转子之三是同轴心的左、中、右三个圆柱体的连接体，与其配套的两套轴承及密封总成分别在该连接体轴心线两端，该连接体与主动转子同轴心线，其左侧轴承及密封总成安装在主动转子轴心孔内，右侧轴承及密封总成安装在右端盖的外罩上，第二级从动转子之三的中部的圆柱体开与轴心线平行的圆柱形孔，第一级从动转子的轴安装在该孔内，孔的轴线两端分别各设一套轴承及密封总成，安装在该孔的轴线两端，该孔内安装第二发电机定子，第一级从动转子的中部的轴与第二发电机的转子同体；在右端盖沿其轴线开圆柱形孔，在该孔内贴孔内侧壁安装第一发电机的定子，第二级从动转子之一是同轴心的两个圆柱体的连接体，该连接体的右侧的圆柱体是第一发电机的转子，该发电机转子轴线两端分别各设一套轴承及密封总成，依托右端盖安装，第二级从动转子之一沿轴线开孔，第二级从动转子之三的右侧的圆柱体在该孔内穿过；第一级从动转子的右侧的圆柱体与第二级从动转子之一的左侧的圆柱体是一对规格相同的相互啮合的齿轮；第二级从动转子之二是与主动转子同轴心线的套在主动转子外的圆筒体，该圆筒体两端分别设一套轴承及密封总成，分别安装在本装置的左、右两端盖上，第二级从动转子之二与第一级从动转子右齿轮部位相对应的部位是内齿轮，二者相互啮合；第一发电机的定子通过第一发电机定子从动装置从属于第二级从动转子之三转动，该从动装置由一个轴、三个齿轮和四套轴承和密封总成组成，在第一发电机定子两侧分别设一轴承及密封总成，依托右端盖安装，在右端盖上开与右端盖轴线平行的孔，第一发电机定子的从动装置的轴在该孔内穿过，该轴两端分别各设一套轴承及密封总成，依托右端盖安装，在该轴中部安装一个与轴刚性连接的齿轮，在第一发电机的定子的外侧壁上与该齿轮相对应的部位设齿轮，这两个齿轮相互啮合；在该轴的右端部安装一个与该轴中部所安装的齿轮规格相同的与该轴刚性连接的齿轮，在第二级从动转子之三的右端部安装一个与其刚性连接的齿轮，上述两个齿轮相互啮合，第一发电机定子的从动装置设外罩，外罩与右端盖外侧刚性贴合；辅助扭矩产生装置的辅助扭矩输出端与基本发电装置的第二级从动转子之二的辅助扭矩的输入端的齿轮综合体对接，该齿轮综合体的转动轴与第一发电机主轴平行，该轴两端分别各设一轴承及密封总成，依托外壳安装，第二级从动转子之二与该齿轮综合体的齿轮部位相对应的部位是齿轮，这两个齿轮相互啮合，该辅助扭矩产生装置固定在端盖和外壳上；该辅助扭矩产生装置的结构与上述说明的本装置的基本发电装置的结构类同，其主要区别是，一取缔基本发电装置的第二级从动转子之一、第一发电机相关装置、第一发电定子的从动装置，二把第二发电机改为电动机，三把基本发电装置的第二级从动转子之二的辅助扭矩的输入端的齿轮综合体改做该辅助扭矩产生装置的辅助扭矩输出端，四其余部分等比例缩小；本装置的辅助扭矩产生装置的辅助扭矩输入端与基本发电装置的基本扭矩输入端分别是各自的主动转子，二者输入的扭矩要同步同速；本装置的扭矩输入端安装前级变速装置；本装置的各发电机、电动机的转子的励磁电流因输入变动实时变动可控，第一与第二发电机的转子的励磁电流与电动机转子的励磁电流相匹配；本装置的发电机的转子相对其定子的转速之差与辅助扭矩产生装置的配套电动机转速相同；电力输出端是第一、第二发电机，二者输出的电力是恒频的。