一种自动调速式模块化风力发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种自动调速式模块化风力发电系统，包括风力机模块、风力发风电机以及电气控制和输出部分，所述的风力机模块至少两个，每个风力机模块之间连接风力机模块连接器，所述的风力机模块连接器上端设有上可偏心连接器，上可偏心连接器上端连接风力机模块，上可偏心连接器下端连接主动传动轴，主动传动轴下端经离合器连接从动传动轴，传动轴一端经下可偏心连接器连接风力机模块。从而解决了在不稳定的自然风况下保证发电机稳定高效运行和对自然风源的高效利用的问题。具有结构简单、安全性高、易安装、实用性广，使风电运营成本大幅下降的特点，且大大地提高了风能资源的有效利用率和易于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动调速式模块化风力发电系统。
技术介绍
现有风力发风电机系统中的风力机均为整体式结构，因此，在风力发电机的整体结构设计和安装尤其是风力机的结构设计问题上必须根据勘测的风源数据，充分考虑风力发电机在飓风时的抗风能力、卸荷以及刹车泄风装置等的安全性问题，因此使得整个风力机发电系统非常笨重，建造成本居高不下。同时由于风力机的扫风面积在设计时已经固定，风源太大时要卸荷或刹车停止发电避免风力机和设备损坏，而在微风时又无法启动风力机旋转带动发电机发电；在低风况时风力发电机又不能发出额定的电能，因此这种传统而且极其被动的风力发电机构设计方式使人们对风能的利用效率极低。因此，由于风机结构等技术问题造成人们对风源利用的极端被动或说对风源的要求相当苛刻，使得人们对风力能源的利用和风发电事业的发展进展缓慢，风源利用率低下，风电的成本居高不下，风电技术应用得不到有效地推广。现有的风力发电技术存在如下不足：(1)风力机的扫风面积固定性设计，使风力机无法在自然风况下保证发电机稳定高效运行和对自然风源的高效利用；(2)为了保证风电设备的可靠运行和抗拒飓风时对风机的破坏性，不但对风力机的结构、抗风措施、运行方式、塔架机构等的抗风性能，都必须加大在飓风时安全冗余量的设计，大大地加大了投资运营成本；(3)对自然风源的利用是一种及其被动式的利用，因此风源的利用率低，风电成本高，绿色风电能源的应用难以推广。
技术实现思路
本专利技术其目的就在于提供一种自动调速式模块化风力发电系统，具有结构简单、安全性高、易安装、实用性广，使风电运营成本大幅下降的特点，且大大地提高了风能资源的有效利用率和易于推广应用。实现上述目的而采取的技术方案，包括风力机模块、风力发风电机以及电气控制和输出部分，所述的风力机模块至少两个，每个风力机模块之间连接风力机模块连接器，所述的风力机模块连接器上端设有上可偏心连接器，上可偏心连接上端连接风力机模块，上可偏心连接器下端连接主动传动轴，主动传动轴下端经离合器连接从动传动轴，传动轴一端经下可偏心连接器连接风力机模块。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：由于采用了至少两个风力机模块和每个风力机模块之间连接风力机模块连接器的模块化结构设计，通过多个模块化风力机的组合设计和自动调速连接器单元的有机配合，利用离合器实现对风力机扫风面积的控制，实现风力机模块随风源变化状况进行自动-->加减的自动调整，使人们对风力资源的有效利用达到最大化地利用，改变了风力机的传统设计思路，使风力机的结构更为简单实用，且大大地提高了风能资源的有效利用率，使风电运营成本大幅下降，和更易于推广应用。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步详述。图1为本装置结构原理示意图；图2为本装置中风力机模块连接器结构原理示意图；图3为图2中A-A剖视图。具体实施方式包括风力机模块10、风力发风电机15以及电气控制和输出部分16，如图1所示，所述的风力机模块10至少两个，每个风力机模块10之间连接风力机模块连接器12，所述的风力机模块连接器12上端设有上可偏心连接器210，上可偏心连接器210上端连接风力机模块10，上可偏心连接器210下端连接主动传动轴310，主动传动轴310下端经离合器415连接从动传动轴313，传动轴313一端经下可偏心连接器220连接风力机模块10。所述的离合器415设在自动限速控制腔510内，如图2所示，所述的离合器415上端设有离合控制器416，主动传动轴310上端设有离心限速器413，所述的主动传动轴310和从动传动轴313一端设有主动传动轴定位轴承311和从动传动轴定位轴承312。所述的离合器415可以为离心离合器，包括飞块1、转子2和复位弹簧3，如图3所示。所述的每个风力机模块10之间连接的风力机模块连接器12为模块化连接。所述的上可偏心连接器210和下可偏心连接器220为柔性连接，可以连接风力机模块10为水平状或垂直状或弧形状。所述的自动限速控制腔510可以作支撑连接。一端经下可偏心连接器220连接风力机模块10。本装置是由多个风力机模块组成的风力机组合单元，与风力发电组成的风力发电系统，该系统包括：多个风力机模块(至少两个)通过风力机模块连接器(至少一个)的连接以形成一个完整的风力机组合单元；该风力机模块连接器单元具有连接、自动调速和自动泄风等功能。风力机模块连接器单元用于对应控制和调整风力机模块参与发电或是作用与泄风的自动控制，以对应控制风力发电机的转速。即当风源很小时风力机模块连接器中的控制机构使各风力机模块互相连接组成一个整体，使系统中的风力机模块全部参与发电运行，此时风力机的扫风面积达到最大值，使风力机在微风中也能正常发电；随着风源的逐渐增大，因风力机模块连接器的控制作用，使得风力机模块逐渐脱离自动转入泄风状态，而用于发电运行模块的个数逐渐减少，风力机的扫风面积逐渐下降；而在当风源逐渐变小时，反之工作在泄风状态运行的风力机模块又自动转入发电运行，由于及时增大了风力机的扫风面积，使风力机转速得以稳定，风力发电机的转速也相对稳定，以至保证发电机在大小风况状态下都能正常运行发电，使发电机的输出得以保持相对稳定。从而大大地提高了风能资源的有效利用率。-->本装置可以连接风力机模块10为弧形状，并以自动限速控制腔510作支撑连接，可以在涵洞中使用。模块化的风力发电机系统的工作原理如图1所示，本实施例中垂直轴模块化风力机发电系统包括：风力机模块10和风力机模块连接器12连接形成风力机单元，通过多个风力机模块单元组合后(至少两个或以上)形成一个风力机模块组合单元组，带动风力发电机15形成一个可根据风电场自然风源的大小和风力发电机的动力需求自动调整风力机模块10参与发电运行的数量，实现自动增减风力机的扫风面积，使风力机能在自然风源情况下保证获得较稳定的风能资源推动风力发电机旋转，使风力发电机正常运转发电，再通过电气控制和输出部分组成一个完整的风力发电机系统。本实施例中，风力发电机系统中的风力机组合单元组为了保证风力发电机的正常运转发电，其风力机组合单元组中，至少有两个或两个以上的风力机模块单元(根据风力发电机的功率、风电场风源的具体情况以及对风力机扫风面积大小的要求，决定风力机组合单元组中风力机模块的数量)参与风力发电机发电运行。每一个风力机模块连接器12用于对应风力机模块工作状态的变换控制，以保证风力发电机15的正常发电运转。当风源很小时，风力机模块连接器12中的控制机构连接(后面详述)，系统中的风力机模块，使全部风力机模块参与发电运转，此时风力机的扫风面积达到最大值，使风力机在微风中也能正常运转发电；随着风源的逐渐增大，因风力机模块连接器的控制作用使得风力机模块由上至下逐渐脱离风电运转，而自动转入泄风状态运转，使用于发电运转的风力机模块单元个数逐渐减少，风力机的扫风面积逐渐下降，使风力机在大风中也能稳速运转，使风力发电机仍能正常发电，这就可省去了卸荷和刹车装置；而在当风源逐渐变小时，反之由于风力机模块连接器12的控制和调节作用，使在泄风状态运行的风力机模块单元又自动转入发电状态运行，由于风力机扫风面积随风源的减小而自动增大，以至保证了在风源较小的情况下，使风力发电机都能获得相对稳定地风能动力推动风力发电机正常运转发电，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动调速式模块化风力发电系统，包括风力机模块（１０）、风力发风电机（１５）以及电气控制和输出部分（１６），其特征在于，所述的风力机模块（１０）至少两个，每个风力机模块（１０）之间连接风力机模块连接器（１２），所述的风力机模块连接器（１２）上端设有上可偏心连接器（２１０），上可偏心连接器（２１０）上端连接风力机模块（１０），上可偏心连接器（２１０）下端连接主动传动轴（３１０），主动传动轴（３１０）下端经离合器（４１５）连接从动传动轴（３１３），传动轴（３１３）一端经下可偏心连接器（２２０）连接风力机模块（１０）。

【技术特征摘要】
1.一种自动调速式模块化风力发电系统，包括风力机模块(10)、风力发风电机(15)以及电气控制和输出部分(16)，其特征在于，所述的风力机模块(10)至少两个，每个风力机模块(10)之间连接风力机模块连接器(12)，所述的风力机模块连接器(12)上端设有上可偏心连接器(210)，上可偏心连接器(210)上端连接风力机模块(10)，上可偏心连接器(210)下端连接主动传动轴(310)，主动传动轴(310)下端经离合器(415)连接从动传动轴(313)，传动轴(313)一端经下可偏心连接器(220)连接风力机模块(10)。2.根据权利要求1所述的一种自动调速式模块化风力发电系统，其特征在于，所述的离合器(415)设在自动限速控制腔(510)内，所述的离合器(415)上端设有离合控制器(416)，主动传动轴(310)上端设有离心限速...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹建国，
申请(专利权)人：尹建国，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]