一种智能风力发电装置，由铁塔、风轮机、垂直传动轴、增速器、辅助驱动电动机、发电机、地下电房和电子调控中心组成。本发明专利技术在利用自然风力的同时，利用机械电动机辅助驱动风轮机，保持风轮机全天候匀速旋转，达到全天候满负荷发电，由于采用低速大转矩电动机、风轮机，采用超高速发电机装置，辅助驱动电动机最大耗电仅是发电机发电功率的13%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种风力发电
技术介绍
目前风电有一定的不稳定自然局限，我国年均风电并网能力在1600-1800万kW，已安装的9000多万kW风电项目中尚有1000万kW项目未能并网。当前如果风电装机容量短时间内出现大规模增长，将大大超出实际的并网能力，可能会使弃风限电更加恶化。
技术实现思路
本专利技术通过利用自然风力的同时，利用机械电动机辅助驱动风轮机，保持风轮机全天候匀速旋转，达到全天候满负荷发电，袮补目前风电的缺陷。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案：一种智能风力发电装置，由铁塔1、风轮机2、垂直传动轴3、增速器4、辅助驱动电动机5、发电机6、地下电房7和电子调控中心8组成；所述铁塔1设置在地面，顶层设置风轮机2，地面底部设置地下电房7；所述风轮机2，由风轮21、主轴22和自动追风机23组成，所述自动追风机23，使风轮机2总承始终旋转调节到最佳迎风角度；所述垂直传动轴3由风轮机主轴22带动，垂直放置在铁塔1内，未端连接设置在地下电房7内的增速器4；所述增速器4是多级增速波箱，低速转变为超高速，将风轮机主轴22带动垂直传动轴3的低转速500rpm以下的大转矩机械动力，转变成超高转速5,000rpm以上、驱动发电机6小转矩大功率发电；所述辅助驱动电动机5低转速设置与风轮机主轴22同步连动，助力或全力驱动风轮机2，所述自然风力9直接驱动风轮机2旋转的同时，辅助驱动电动机5启动，两种合力保持风轮机2在设定的匀速旋转；所述发电机6与增速器4设置在地下电房7内；所述电子调控中心8设置在地面室内，由若干电子设备、仪表和有线、无线网络组成；在自然风力9过强、辅助驱动电动机5动力过大的状态下，或者在弱风、无风的自然状态下，通过电子调控中心8自动控制，调节辅助驱动电动机5选择关闭、减速、加速，使驱动风轮机2始终保持在设定的匀速旋转，所述电子调控中心8，同时控制风轮机2、垂直传动轴3、增速器4和发电机6等所有机械设备运转，并调制电力供应与发电输出工况状态，所述电子调控中心8的若干仪表显示以上设备运转状态和天气状况。作为上述技术方案的进一步改进，所述一种智能风力发电装置设置两组以上，保证起码有一组或以上的发电机6全天候满负荷发电运转。本专利技术的有益效果是：利用自然风力的同时，利用机械电动机辅助驱动风轮机，保持风轮机全天候匀速旋转，达到全天候满负荷发电，由于采用低速大转矩电动机、风轮机，采用超高速发电机装置，辅助驱动电动机最大耗电仅是发电机发电功率的13%以下。由于风轮机的全天候匀速旋转，远比自然风力驱动年平均时间要高速旋转，其产生的功率要比纯自然风机要大，而风轮直径远比纯自然风机要小得多。地下电房的设置减少了占地面积、减低了噪音干扰。附图说明图1是本专利技术发电示意图。图2是风轮机示意图。图3是风轮机连动发电机侧视图。具体实施方式参阅图1、图2和图3，一种智能风力发电装置，由铁塔1、风轮机2、垂直传动轴3、增速器4、辅助驱动电动机5、发电机6、地下电房7和电子调控中心8组成；所述铁塔1设置在地面，顶层设置风轮机2，地面底部设置地下电房7；所述风轮机2，由风轮21、主轴22和自动追风机23组成，所述自动追风机23，使风轮机2总承始终旋转调节到最佳迎风角度；所述垂直传动轴3由风轮机主轴22带动，垂直放置在铁塔1内，未端连接设置在地下电房7内的增速器4；所述增速器4是多级增速波箱，低速转变为超高速，将风轮机主轴22带动垂直传动轴3的低转速500rpm以下的大转矩机械动力，转变成超高转速5,000rpm以上、驱动发电机6小转矩大功率发电；所述辅助驱动电动机5低转速设置与风轮机主轴22同步连动，助力或全力驱动风轮机2，所述自然风力9直接驱动风轮机2旋转的同时，辅助驱动电动机5启动，两种合力保持风轮机2在设定的匀速旋转；所述发电机6与增速器4设置在地下电房7内；所述电子调控中心8设置在地面室内，由若干电子设备、仪表和有线、无线网络组成，在自然风力9过强、辅助驱动电动机5动力过大的状态下，或者在弱风、无风的自然状态下，通过电子调控中心8自动控制，调节辅助驱动电动机5选择关闭、减速、加速，使驱动风轮机2始终保持在设定的匀速旋转，所述电子调控中心8，同时控制风轮机2、垂直传动轴3、增速器4和发电机6等所有机械设备运转，并调制电力供应与发电输出工况状态，所述电子调控中心8的若干仪表显示以上设备运转状态和天气状况。进一步作为优选的实施方式，一种智能风力发电装置，所述其装置设置两组以上，保证起码有一组或以上的发电机6全天候满负荷发电运转。实施例一：2X1,600kW单机发电装置，2组发电机组设置相同：风轮机2设置直径为2M、厚度0.4M，额定转速300rpm，重量300kg，根据转动惯量公式：J=（m*r）/2=(kg*r*r)/2=(kg.m2)， m-重量，r-半径，300*1*1/2=150kg.m2，根据转矩公式：T=J*V/R=N.m，V-线速度 v-3.14.直径.转速/60=3.14*D*n/60(m/s)，r-转动半径，则风轮机主轴22转矩T=150(3.14*2*300/60)/0.9=5,233N.m。辅助驱动电动机5的额度转速为300rpm，额度功率200kW，根据转矩与功率、转速的计算公式：Ｔ＝9,550Ｐ／Ｎ（Ｔ为Ｎｍ，9,550为系数,Ｐ为kW，Ｎ为rpm）： 转矩T=9,550X200/300=6,367Ｎｍ。发电机6的额度转速为5,000rpm，单机额度功率1,600kW，发电机6所需转矩为T=9,550X1,600/5,000=3,056Ｎｍ。增速器4输入端转速300 rpm，输出端转速5,000rpm，两者的齿比是17:1。考虑实际机械连动和电机功耗因素，转矩利用率为58%（3,056/5,233Nm），200kW低速辅助驱动电动机5的工作转矩完全可以满足1,600kW高速发电机6满负荷运转需要的驱动转矩，即在完全由辅助驱动电动机5独立驱动的状态下，耗电与发电获得电能的比例达到1:8，加上利用自然风力，其发电获得的电能超过以上比例。实施例二：3X3万kW单机大型发电装置，3组发电机组设置相同：风轮机2设置直径为3M、厚度0.6M，额定转速500rpm，重量500kg，根据转动惯量公式：J=（m*r）/2=(kg*r*r)/2=500*1.5*1.5/2=562.5kg.m2，根据转矩公式：风轮机主轴22转矩T=562.5 (3.14*3*500/60)/0.9=49,062.5N.m。辅助驱动电动机5的额度转速为300rpm，额度功率1600kW，根据转矩与功率、转速的计算公式：转矩T=9,550X3,000/500=57,300Ｎｍ。发电机6的额度转速为10,000rpm，单机额度功率30,000kW，发电机6所需转矩为T=9,550X30,000/10,000=28,650Ｎｍ。增速器4输入端转速500 rpm，输出端转速10,000rpm，两者的齿比是20:1。考虑实际机械连动和电机功耗因素，转矩利用率为58%（28,650/49,062.5N.m），1,600kW低速辅助驱动电动机5的工作转矩完全可以满足30,000kW超高速发电机6满负本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种智能风力发电装置，由铁塔（1）、风轮机（2）、垂直传动轴（3）、增速器（4）、辅助驱动电动机（5）、发电机（6）、地下电房（7）和电子调控中心（8）组成；所述铁塔（1）设置在地面，顶层设置风轮机（2），地面底部设置地下电房（7）；所述风轮机（2），由风轮（21）、主轴（22）和自动追风机（23）组成，所述自动追风机（23），使风轮机（2）总承旋转调节到最佳迎风角度；所述垂直传动轴（3）由风轮机主轴（22）带动，垂直放置在铁塔（1）内，未端连接设置在地下电房（7）内的增速器（4）；所述增速器（4）是多级增速波箱，低速转变为超高速，将风轮机主轴（22）带动垂直传动轴（3）的低转速500rpm以下的大转矩机械动力，转变成超高转速5,000rpm以上、驱动发电机（6）小转矩大功率发电；所述辅助驱动电动机（5）低转速设置与风轮机主轴（22）同步连动，助力或全力驱动风轮机（2），所述自然风力（9）直接驱动风轮机（2）旋转的同时，辅助驱动电动机（5）启动，两种合力保持风轮机（2）在设定的匀速旋转；所述发电机（6）与增速器（4）设置在地下电房（7）内；所述电子调控中心（8）设置在地面室内，由若干电子设备、仪表和有线、无线网络组成，在自然风力（9）过强、辅助驱动电动机（5）动力过大的状态下，或者在弱风、无风的自然状态下，通过电子调控中心（8）自动控制，调节辅助驱动电动机（5）选择关闭、减速、加速，使驱动风轮机（2）始终保持在设定的匀速旋转，所述电子调控中心（8），同时控制风轮机（2）、垂直传动轴（3）、增速器（4）和发电机（6）等所有机械设备运转，并调制电力供应与发电输出工况状态，所述电子调控中心（8）若干仪表显示以上设备运转状态和天气状况。...
【技术特征摘要】
1.一种智能风力发电装置，由铁塔（1）、风轮机（2）、垂直传动轴（3）、增速器（4）、辅助驱动电动机（5）、发电机（6）、地下电房（7）和电子调控中心（8）组成；所述铁塔（1）设置在地面，顶层设置风轮机（2），地面底部设置地下电房（7）；所述风轮机（2），由风轮（21）、主轴（22）和自动追风机（23）组成，所述自动追风机（23），使风轮机（2）总承旋转调节到最佳迎风角度；所述垂直传动轴（3）由风轮机主轴（22）带动，垂直放置在铁塔（1）内，未端连接设置在地下电房（7）内的增速器（4）；所述增速器（4）是多级增速波箱，低速转变为超高速，将风轮机主轴（22）带动垂直传动轴（3）的低转速500rpm以下的大转矩机械动力，转变成超高转速5,000rpm以上、驱动发电机（6）小转矩大功率发电；所述辅助驱动电动机（5）低转速设置与风轮机主轴（22）同步连动，助力或全力驱动风轮机（2），所述自然风...
【专利技术属性】
技术研发人员：严基铭，
申请(专利权)人：严基铭，
类型：发明
国别省市：广东;44
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