一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组制造技术

一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组，属于风力发电机组技术领域。它解决了风力发电机组风能转换效率低以及结构设计不合理的问题。本发明专利技术由前风轮、前主轴、前增速箱、联轴器、发电机、后风轮、下风向直驱发电机、叶片、偏航系统、主机座和塔架支撑系统构成。本发明专利技术提高了风能转换效率CP值达到0.64～0.72以上，提高了风能转换效率的60％，增加年发电1500小时以上的优点。适用于陆地或海洋风电系统。统。统。

【技术实现步骤摘要】
一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组


[0001]本专利技术属于风力发电机组
，特别涉及一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组。

技术介绍

[0002]目前，国内外安装的风力发电机绝大部分是前面一个风轮，由风轮轮毂和上面安装三只风叶组成。我国大力发展风力发电机组安装数量。将会用尽我们可以开发实际安装风力发电机的陆地、海上资源。人们逐步开始由追求安装数量向追求提高风能捕获效率方面的转变。目前, 人们为了达到增加风力机组年发电小时数量，采用加大风轮直径的办法。但是风轮直径加大，单位风轮捕风面积增加，风能转换效率CP值并没有提高。风能转换效率CP值是决定风轮扑获风能转换功率的关键。风功率＝1/2
×
V3
ꢀ×
(D/2)2
×
3.14
×
CP，所以CP值高风能功率就大，就可以多发电量。目前的单风轮三风叶风力发电机组CP值在0.42～0.48之间。申请号:202210273450.2专利申请(公布日2022.07.01)存在下列问题：一、权利要求第二条说明:“前风轮的驱动方式为直接驱动，所述的后风轮的驱动方式为半直驱”首先从申请示图看专利技术人是对直驱风力发电机技术基本常识缺乏，其一、是直驱发电机不可能设计在前主轴承座后面；其二、直驱发电机由于风轮转速慢，直驱发电机机数多，发电机直径大，所以，发电机是不好安装在机仓里面的；二、把直驱发电机设计在前风轮驱动，造成前风轮中心距离塔筒中心距离相近，把后风轮驱动齿轮箱带动发电机放在下风向，造成后风轮中心距塔筒中心距离相对比较远。这种方案正是违背了双风轮风力发电机组，上风向来风对上风向风轮起到辅助减少风轮弯矩功能，来风速对下风向风轮增加风轮弯矩功能的基本原理，是违反了双风轮风力发电机组设计方案的大忌；三、没有设计前、后风轮安装仰角和风叶在轮毂上安装的锥角，是与双风轮风力发电机设计方案不相符的。是不能形成双风轮风力发电机组提高风能转换效率的。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要解决的技术问题是现有单风轮风能转换效率CP值在0.42～ 0.48之间,风力发电机组风能转换效率低以及结构设计不合理的问题,提供了一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组,解决该问题的技术方案如下：
[0004]本专利技术的一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组，由前风轮、前主轴、前增速箱、联轴器、发电机、后风轮、直驱发电机、风叶、偏航控制装置、主机座和塔筒组成，前风轮设在前主轴的左侧，前主轴的右端与前增速箱输入端连接，前增速箱输出端由联轴器与发电机的输入端连接，后风轮设在直驱发电机的右侧，后风轮的后主轴的输出端与直驱发电机输入端连接，偏航控制装置的下端安装在塔筒的顶端，主机座安装在偏航控制装置的上旋转端，前增速箱、发电机和直驱发电机安装在主机座的上方和侧面。
[0005]本专利技术的一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组，把前风轮设计为增速驱动发电机放在塔筒前方有利于加大前风轮中心与塔筒中心的距离，把后风轮直接驱动
设计在塔筒后方，减小了塔筒中心与后风轮的距离，此设计符合双风轮发电机组前风轮接受前方来风时辅助减少前风轮重量弯矩，后风轮接受来风时会增加风轮重量弯矩功能的设计原则；前风轮与塔筒中心距离加大，后风轮中心与塔筒中心距离减少的设计可以减少塔筒和基础的载荷，降低风机制造成本；采用前、后风轮安装仰角和风叶在轮毂上安装锥角度数设计，有利于减少塔筒后风轮的塔筒效应，减少风机塔筒效应引发的循环振动载荷；将直驱发电机设计于座机的后侧，采用直驱发电机减少了增速箱齿轮传动级数提高了传递效率，本专利技术提高了风能转换效率CP值达到 0.64～0.72以上，提高了风能转换效率的60％，增加年发电1500小时以上的优点。适用于陆地或海洋风电系统。
附图说明
[0006]图1是本专利技术的后风轮直接驱动的双风轮风力发电机组的结构示意图，图2是前主轴承座和增速箱主轴索紧盘三点支撑主轴驱动增速箱的风力发电机组示意图，图3是本专利技术的3D结构示意图。图3中箭头指向为前风向，图3 中12为机仓罩。
具体实施方式
[0007]具体实施方式一、结合图1、图2、图3描述实施方式，本实施方式由前风轮1、前主轴2、前增速箱3、联轴器4、发电机5、后风轮6、直驱发电机7、风叶8、偏航控制装置9、主机座10和塔筒11组成，前风轮1设在前主轴2的左侧，前主轴2的右端与前增速箱3输入端连接，前增速箱3输出端由联轴器4与发电机5的输入端连接，后风轮6设在直驱发电机7的右侧，后风轮6的后主轴6
‑
1的输出端与直驱发电机7输入端连接，偏航控制装置 9的下端安装在塔筒11的顶端，主机座10安装在偏航控制装置9的上旋转端，前增速箱3、发电机5和直驱发电机7安装在主机座10的上方和侧面。
[0008]具体实施方式二、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的直驱发电机7定子机座安装在双风轮风机主机座10的后风向侧。
[0009]具体实施方式三、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的前风轮1通过前主轴2、增速箱主轴索紧盘3
‑
1与前增速箱3连接或采用前风轮1将前主轴2集成在增速箱3内的连接方式。
[0010]具体实施方式四、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的前增速箱3采用一级/二级复合行星增速箱或通用行星二级/三级行星增速箱，其增速比在1:12至1:120之间。
[0011]具体实施方式五、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的直驱发电机7采用内转子直驱发电机或外转子直驱发电机，直驱发电机7采用一只双列圆锥轴承或两只单列圆锥组成的双轴承系安装在主机座10与直驱发电机7的转子之间。
[0012]具体实施方式六、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的前风轮1和后风轮6采用每个风轮安装两只风叶8或三只风叶8。
[0013]具体实施方式七、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的前风轮1安装仰角在3
°
～5
°
之间。
[0014]具体实施方式八、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的前风轮1的风叶8
的安装锥角为3
°
～6
°
之间，后风轮6的风叶8的安装仰角为0
°
～
‑5°
之间，风叶8的风轮安装锥角为
‑1°
～0
°
。
[0015]具体实施方式九、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的前风轮1的直径是后风轮6直经的0.75～1.25倍，前风轮1的直径是后风轮6 的旋转方向相同。
[0016]具体实施方式十、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的前风轮1与后风轮6水平中心距离为两个风轮直径大的风轮直径的0.08～0.15 倍。
[0017]具体实施方式十一、结合图1、图2描述实施方式，本实施方式所述的前风轮1与塔筒中心距离是后风轮与塔筒中心距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组，它由前风轮、前主轴、前增速箱、联轴器、发电机、后风轮、直驱发电机、风叶、偏航控制装置、主机座和塔筒组成，其特征在于:前风轮设在前主轴的左侧，前主轴的右端与前增速箱输入端连接，前增速箱输出端由联轴器与发电机的输入端连接，后风轮设在直驱发电机的右侧，后风轮的后主轴的输出端与直驱发电机的输入端连接，偏航控制装置的下端安装在塔筒的顶端，主机座安装在偏航控制装置的上旋转端，前增速箱、发电机和直驱发电机安装在主机座的上方和侧面。2.根据权利要求1所述的一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组，其特征在于:所述的前风轮的安装仰角在3
°
～5
°
之间。3.根据权利要求1所述的一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组，其特征在于:所述的前风轮的风叶的安装锥角为3
°
～6
°
之间，后风轮的风叶的安装仰角为0
°
～
‑1°
之间，风叶在后风轮的安装锥角为
‑1°
～
‑5°
。4.根据权利要求1所述的一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：华小平，刘子铭，
申请(专利权)人：刘子铭，
类型：发明
国别省市：