The invention discloses a multi dimensional wind energy hybrid shaft power generation system, which adopts the multi dimension of the yawing and pitching of a nacelle to capture the wind energy and drives the generator in the lower tower to generate electricity. The utility model comprises a fan blade, a vertical shaft, a torque converter, an arc pitching motor, a yawing mechanical structure, an air holding device, a generator and a converter. The vertical axis wind turbine torque torque is converted into multidimensional strictly vertical axis yaw torque; mechanical structure vertical shaft torque decomposition, drive power generation and generator yaw; pitch by pitch arc engine motor, rotor and stator support including pitching, pitching moment and vertical force generated, for the top of the wind and wind turbine blade pitch the cabin of the wind force to stabilize; state by keeping device of wind in the wind at the end of the yaw loss of power, no power to realize the sustained wind. The invention reduces the weight of the cabin, greatly reduces the yaw loss, improves the air to air accuracy and the utilization rate of the wind energy in the engine room.
【技术实现步骤摘要】
多维度风能混合轴发电系统
本专利技术涉及一种多维度风能混合轴发电系统,尤其是一种应用于大中型的风力发电系统,采用机舱俯仰和偏航多维度捕获风能,提高风能利用率。
技术介绍
风力发电作为一种清洁、发展前景广阔的可再生能源,一直是世界各国的能源发展战略。提升风能捕获效率是风电领域科研工作者的研究热点,风力发电机组的偏航系统是基于风向变化实现机舱偏航对风的重要环节,是水平轴风力发电机组必不可少的组成部分,可有效提升风电机组可靠性、使用寿命和发电效率。但传统大中型风力发电机组发电机机组内置机舱内部,存在机舱重量大,偏航功耗大等问题,同时较大的回转力矩迫使偏航旋转机构复杂,齿轮传动多级完成,存在偏航齿轮齿间隙大问题,导致偏航对风精度不高;同时机舱重量等问题,也使得大中型风电机组对风仅考虑偏航对风,而无机舱俯仰,因此严重制约了风能捕获效率的提升;小型风力发电则普遍采用被动偏航以及机舱俯仰完成风能捕获,但机舱俯仰仅依靠风机自身倾覆力矩被动完成,俯仰调整速度慢,且存在对风精度差以及机舱稳定性问题。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是针对上述技术中存在的不足,提供一种多维度风能混合轴发电系统。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为:多维度风能混合轴发电系统包括风力桨叶、垂直轴转矩转换、弧线俯仰电机、偏航机械结构、对风保持装置、发电机以及变流器。机舱在弧线俯仰电机、偏航机械结构以及对风保持装置共同作用下完成多维度风能捕获;风能捕获多维度转矩经垂直轴转矩转换和偏航机械结构协同作用下,将风能传递给发电机发电,并经变流器为负载供电;当机舱俯仰对风时,弧线俯仰电机的俯仰定子上电,与永 ...
【技术保护点】
一种应用于大中型风电机组的多维度风能混合轴发电系统,其特征是,包括风力桨叶、垂直轴转矩转换、弧线俯仰电机、偏航机械结构、对风保持装置、发电机以及变流器设备,所述发电机下置在塔架中,并经偏航机械结构以及垂直轴转矩转换和风机桨叶轴相连;所述垂直轴转矩转换包括风能捕获轴、俯仰转换轴、俯仰支撑轴、垂直转换轴以及垂直轴,将多维风机转矩严格转换为垂直轴转矩;所述弧线俯仰电机包括俯仰转子、俯仰定子以及定子支撑,产生俯仰力矩与垂直力,俯仰机舱对风和平抑风机桨叶推力;所述偏航机械结构包括太阳轮、行星架和齿圈,分解垂直轴转矩,齿圈输出驱动机舱偏航,太阳轮输出驱动发电机发电;所述对风保持装置在机舱对风完成后保持机舱迎风状态,实现机舱无功耗持续对风。
【技术特征摘要】
1.一种应用于大中型风电机组的多维度风能混合轴发电系统,其特征是,包括风力桨叶、垂直轴转矩转换、弧线俯仰电机、偏航机械结构、对风保持装置、发电机以及变流器设备,所述发电机下置在塔架中,并经偏航机械结构以及垂直轴转矩转换和风机桨叶轴相连;所述垂直轴转矩转换包括风能捕获轴、俯仰转换轴、俯仰支撑轴、垂直转换轴以及垂直轴,将多维风机转矩严格转换为垂直轴转矩;所述弧线俯仰电机包括俯仰转子、俯仰定子以及定子支撑,产生俯仰力矩与垂直力,俯仰机舱对风和平抑风机桨叶推力;所述偏航机械结构包括太阳轮、行星架和齿圈,分解垂直轴转矩,齿圈输出驱动机舱偏航,太阳轮输出驱动发电机发电;所述对风保持装置在机舱对风完成后保持机舱迎风状态,实现机舱无功耗持续对风。2.根据权利要求1所述的多维度风能混合轴发电系统,其特征是所述风能捕获轴和风力桨叶同轴联接,并将捕获的风能经俯仰转换轴以及斜齿轮组,转换为俯仰支撑轴的垂直性转矩,再经垂直转换轴和斜齿轮组转化为垂直轴转矩;俯仰支撑轴、俯仰转换轴以及垂直转换轴共同构建机舱俯仰运动空间,消除机舱偏航和俯仰对转矩转换的影响。3.根据权利要求1所述的多维度风能混合轴发电系统,其特征是所述弧线俯仰电机定转子呈弧线型,确保机舱俯仰定转子气隙恒定,俯仰转子固定在机舱后侧,为弧线永磁体;俯仰定子...
【专利技术属性】
技术研发人员:褚晓广,李向东,蔡彬,孔英,王乃哲,郭登鹏,衣学涛,
申请(专利权)人:曲阜师范大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。