风力发电机制造技术

本发明专利技术提供了一种风力发电机。该风力发电机包括：叶轮部，叶轮部包括风叶主轴和设置在风叶主轴上并可带动风叶主轴转动的多个叶片；恒速样板齿轴，恒速样板齿轴相对风叶主轴可转动地设置；转速差采集部，转速差采集部包括输入结构和输出结构，输入结构连接在恒速样板齿轴和风叶主轴之间，并采集恒速样板齿轴和风叶主轴之间的转速差，输出结构与叶片连接，并根据输入结构采集的转速差驱动叶片转动。该风力发电机可以自动变桨。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电设备领域，具体而言，涉及一种风力发电机。
技术介绍
在能源短缺和环境趋向恶化的今天，风能作为一种可再生清洁能源，日益为世界各国所重视和开发。由于风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发前景，近20年来风电技术有了巨大的进步，风电开发在各种能源开发中增速最快。目前只有定桨距风机的制造技术和刚刚投入应用的兆瓦级永磁直驱同步发电机技术，在风机的大型化、变桨距控制、主动失速控制、变速恒频等先进风电技术方面还有待进一步研究和应用。风力发电技术已经愈加成熟，风力发电控制技术也更加完善，总之风力发电前景广阔，我国对风力发电的研究也会更加深入。风能具有一定的动能，通过风轮机将风能转化为机械能，拖动发电机发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电的原理说起来非常简单，最简单的风力发电机可由叶片和发电机两部分构成。空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能，从而推动片叶旋转，如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相连就会带动发电机发出电来。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连将转矩传递到发电机的传动轴此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。风力发电的特点（1）可再生的洁净能源风力发电是一种可再生的洁净能源，不消耗化石资源也不污染环境，这是火力发电所无法比拟的优点。（2）建设周期短一个十兆瓦级的风电场建设期不到一年。（3）装机规模灵活可根据资金情况决定一次装机规模，有一台资金就可以安装一台投产一台。（4）可靠性高把现代高科技应用于风力发电机组使其发电可靠性大大提高，中、大型风力发电机组可靠性从80年代的50%提高到了98%，高于火力发电且机组寿命可达20年。（5）造价低从国外建成的风电场看，单位千瓦造价和单位千瓦时电价都低于火力发电，和常规能源发电相比具有竞争力。我国由于中大型风力发电机组全部从国外引进，造价和电价相对比火力发电高，但随着大中型风力发电机组实现国产化、产业化，在不久的将来风力发电的造价和电价都将低于火力发电。（6）运行维护简单现代中大型风力发电机的自动化水平很高，完全可以在无人职守的情况下正常工作，只需定期进行必要的维护，不存在火力发电的大修问题。（7）实际占地面积小发电机组与监控、变电等建筑仅占火电厂1%的土地，其余场地仍可供农、牧、渔使用。（8）发电方式多样化风力发电既可并网运行，也可以和其他能源如柴油发电、太阳能发电、水利发电机组形成互补系统，还可以独立运行，因此对于解决边远地区的用电问题提供了现实可行性。（9）单机容量小由于风能密度低决定了单台风力发电机组容量不可能很大，与现在的火力发电机组和核电机组无法相比。另外风况是不稳定的，有时无风有时又有破坏性的大风，这都是风力发电必须解决的实际问题。目前，风电机组自动变桨系统大体可分为三种，即液压变桨系统、电动变桨系统和离心式被动变桨系统，其中液压变桨系统因其易漏油，控制器昂贵，液压油受温度影响大，需要定期换油和过滤器等诸多缺陷，目前市场中已经很少使用，电动变桨系统与液压变桨系统相比具有一定优点，目前占据主要市场，但因其造价太高，过于复杂，对元器件要求极为苛刻，而且怕雷电，需要经常维护等，所以它也不是完美的方案，之所以占据主要市场也是风电行业无奈之举，而离心式被动变桨系统因其自身构造原因，只能用在中小型风电机中，且表现不太理想。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种风力发电机，以解决现有技术中的风力发电机适应风力变化造价高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种风力发电机，该风力发电机包括：叶轮部，叶轮部包括风叶主轴和设置在风叶主轴上并可带动风叶主轴转动的多个叶片；恒速样板齿轴，恒速样板齿轴相对风叶主轴可转动地设置；转速差采集部，转速差采集部包括输入结构和输出结构，输入结构连接在恒速样板齿轴和风叶主轴之间，并采集恒速样板齿轴和风叶主轴之间的转速差，输出结构与叶片连接，并根据输入结构采集的转速差驱动叶片转动。进一步地，输入结构包括：变桨齿轮，变桨齿轮设置在风叶主轴上，并随风叶主轴转动；恒速齿轮，恒速齿轮与恒速样板齿轴同轴设置，且同步转动，变桨齿轮与恒速齿轮啮合，并可在恒速齿轮驱动下转动，输出结构随变桨齿轮转动，且带动叶片转动。进一步地，叶片包括叶片轴和设置在叶片轴的第一端的片体，输出结构包括：叶轴齿轮，叶轴齿轮设置在叶片轴的第二端；变桨蜗杆，变桨蜗杆与变桨齿轮同轴设置，随变桨齿轮转动，并与叶轴齿轮啮合。进一步地，恒速样板齿轴包括轴体，恒速齿轮设置在轴体的第一端，风力发电机还包括恒速样板驱动器，恒速样板驱动器与恒速样板齿轴的第二端连接并驱动恒速样板齿轴转动。进一步地，变桨蜗杆与变桨齿轮固定连接形成变桨传动轴。进一步地，风叶主轴包括连接轴和设置在连接轴的第一端的风叶连接头，变桨传动轴和叶片均设置在风叶连接头上，连接轴上设置有第一通孔，恒速样板齿轴穿设在第一通孔内。进一步地，风叶连接头包括U型结构，U型结构为多个，且沿轴向均匀分布，U型结构的两个侧壁上设置有变桨传动轴安装孔，U型结构的底壁上设置有风叶安装孔。进一步地，其中一个叶片上还设置有万向节齿轮，风力发电机还包括保护齿轴和行程开关，保护齿轴与万向节齿轮啮合，并在万向节齿轮的驱动下移动，行程开关控制恒速样板驱动器通断，保护齿轴移动至与行程开关接触时，恒速样板驱动器断开。进一步地，至少一个U型结构的开口处设置有L型挡板，对应的叶片上设置有万向节齿轮，万向节齿轮的远离叶片的一端设置在L型挡板的朝向风叶连接头内延伸的横段上。进一步地，U型结构的底壁的外表面设置有止挡凸起，叶片轴上设置有与止挡凸起配合的止挡片，叶片转动至止挡片与止挡凸起接触的位置时，保护齿轴触碰行程开关。进一步地，U型结构的底壁上还可移动地设置有刹车推杆，风力发电机还包括摩擦部，摩擦部包括设置在风叶主轴上的摩擦盘，并与风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机，其特征在于，包括：叶轮部，所述叶轮部包括风叶主轴（4）和设置在所述风叶主轴（4）上并可带动所述风叶主轴（4）转动的多个叶片（9）；恒速样板齿轴（1），所述恒速样板齿轴（1）相对所述风叶主轴（4）可转动地设置；转速差采集部，所述转速差采集部包括输入结构和输出结构，所述输入结构连接在所述恒速样板齿轴（1）和所述风叶主轴（4）之间，并采集所述恒速样板齿轴（1）和所述风叶主轴（4）之间的转速差，所述输出结构与所述叶片（9）连接，并根据所述输入结构采集的转速差驱动所述叶片（9）转动。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机，其特征在于，包括：
叶轮部，所述叶轮部包括风叶主轴（4）和设置在所述风叶主轴（4）上并可带动所述风叶主轴（4）转动的多个叶片（9）；
恒速样板齿轴（1），所述恒速样板齿轴（1）相对所述风叶主轴（4）可转动地设置；
转速差采集部，所述转速差采集部包括输入结构和输出结构，所述输入结构连接在所述恒速样板齿轴（1）和所述风叶主轴（4）之间，并采集所述恒速样板齿轴（1）和所述风叶主轴（4）之间的转速差，所述输出结构与所述叶片（9）连接，并根据所述输入结构采集的转速差驱动所述叶片（9）转动。
2.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述输入结构包括：
变桨齿轮（13），所述变桨齿轮（13）设置在所述风叶主轴（4）上，并随所述风叶主轴（4）转动；
恒速齿轮（12），所述恒速齿轮（12）与所述恒速样板齿轴（1）同轴设置，且同步转动，所述变桨齿轮（13）与所述恒速齿轮（12）啮合，并可在所述恒速齿轮（12）驱动下转动，所述输出结构随所述变桨齿轮（13）转动，且带动所述叶片（9）转动。
3.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述叶片（9）包括叶片轴和设置在所述叶片轴的第一端的片体，所述输出结构包括：
叶轴齿轮（3），所述叶轴齿轮（3）设置在所述叶片轴的第二端；
变桨蜗杆，所述变桨蜗杆与变桨齿轮（13）同轴设置，随所述变桨齿轮（13）转动，并与所述叶轴齿轮（3）啮合。
4.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述恒速样板齿轴（1）包括轴体，所述恒速齿轮（12）设置在所述轴体的第一端，所述风力发电机还包括恒速样板驱动器（8），所述恒速样板驱动器（8）与所述恒速样板齿轴（1）的第二端连接并驱动所述恒速样板齿轴（1）转动。
5.根据权利要求3所述的风力发电机，其特征在于，所述变桨蜗杆与所述变桨齿轮（13）固定连接形成变桨传动轴（2）。
6.根据权利要求5所述的风力发电机，其特征在于，所述风叶主轴（4）包括连接轴和设置在所述连接轴的第一端的风叶连接头（17），所述变桨传动轴（2）和所述叶片（9）均设置在所述风叶连接头（17）上，所述连接轴上设置有第一通孔，所述恒速样板齿轴（1）穿设在所述第一通孔内。
7.根据权利要求6所述的风力发电机，其特征在于，所述风叶连接头（17）包括U型结构，所述U型结构为多个，且沿轴向均匀分布，所述U型结构的两个侧壁上设置有变桨传动轴安装孔（18），所述U型结构的底壁上设置有风叶安装孔（19）。
8.根据权利要求7所述的风力发电机，其特征在于，其中一个所述叶片（9）上还设置有万向节齿轮（41），所述风力发电机还包括保护齿轴（40）和行程开关（39），所述保护齿轴（40）与所述万向节齿轮（41）啮合，并在所述万向节齿轮（41）的驱动下移动，所述行程开关（39）控制所述恒速样板驱动器（8）通断，所述保护齿轴（40）移动至与所述行程开关（39）接触时，所述恒速样板驱动器（8）断开。
9.根据权利要求8的风力发电机，其特征在于，至少一个所述U型结构的开口处设置有L型挡板（38），对应的所述叶片（9）上设置有所述万向节齿轮（41），所述万向节齿轮（41）的远离所述叶片（9）的一端设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周进，
申请(专利权)人：周进，
类型：发明
国别省市：辽宁;21