蓄能系统和包括该蓄能系统的风力发电机技术方案

本发明专利技术公开了一种蓄能系统和包括该蓄能系统的风力发电机，能够在风力过大时受控地储存多余的风能，而在风力不够时能够受控地释放储存的风能，从而最大限度地实现电力输出的持续、稳定。本发明专利技术的蓄能系统包括至少一个蓄能单元，蓄能单元包括蓄能装置、蓄能差速器和可控制动装置。蓄能差速器包括用于接收输入动力的输入工作端、用于输出动力的输出工作端以及用于与蓄能装置交换能量的蓄能工作端。可控制动装置结合于蓄能工作端，使得蓄能工作端能够以可控的方式与蓄能装置交换能量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蓄能系统以及包括该蓄能系统的风力发电机。
技术介绍
人类对于能源日益增长的需求和生态环境日渐恶化的趋势之间的矛盾，使得如何实现能源的可持续利用和开发成为全世界都在关注的问题。风能作为优良的清洁能源，受到了世界各国的重视。然而，目前风力发电技术还无法像传统的火力发电技术那样，实现规模化的商业利用。其中，最关键的问题之一是风力不稳定，时有时无，忽大忽小，造成风力发电机无法提供持续、稳定的电力输出。因此，风电很难并入国家电网，被称为“垃圾电”。
技术实现思路
本专利技术拟提供一种蓄能系统，在风力过大时能够受控地储存多余的风能，在风力不够时能够受控地释放储存的风能。本专利技术还拟提供一种风力发电机，通过利用本专利技术的蓄能系统，最大限度地实现电力输出的持续、稳定。相应地，本专利技术一方面提供一种蓄能系统，包括至少一个蓄能单元，所述蓄能单元包括蓄能装置；蓄能差速器，所述蓄能差速器包括用于接收输入动力的输入工作端、用于输出动力的输出工作端以及用于与所述蓄能装置交换能量的蓄能工作端；和可控制动装置，所述可控制动装置结合于所述蓄能工作端，使得所述蓄能工作端能够以可控的方式与所述蓄能装置交换能量。优选地，所述蓄能系统可以包括多个以级联方式设置的所述蓄能单元，其中，一个蓄能单元的蓄能差速器的输出工作端连接于随后的蓄能单元的蓄能差速器的输入工作端。“多个”是指两个以上。优选地，所述蓄能差速器可以包括第一半轴，用于接收输入动力而构成所述输入工作端；与所述第一半轴一体形成的第一锥形齿轮；第二半轴，用于输出动力而构成所述输出工作端；与所述第二半轴一体形成的第二锥形齿轮；多个行星齿轮，位于所述第一锥形齿轮和所述第二锥形齿轮之间并同时与所述第一锥形齿轮和所述第二锥形齿轮啮合；支撑所述多个行星齿轮的行星齿轮架；和壳体，与所述行星齿轮架一体形成，用于与所述蓄能装置交换能量而构成所述蓄能工作端。或者，所述蓄能差速器可以包括第一半轴，用于接收输入动力而构成所述输入工作端；第一锥形齿轮；第二半轴，用于输出动力而构成所述输出工作端；与所述第二半轴一体形成的第二锥形齿轮；多个行星齿轮，位于所述第一锥形齿轮和所述第二锥形齿轮之间并同时与所述第一锥形齿轮和所述第二锥形齿轮啮合；行星齿轮架，支撑所述多个行星齿轮并与所述第一半轴一体形成；和壳体，与所述第一锥形齿轮一体形成，用于与所述蓄能装置交换能量而构成所述蓄能工作端。优选地，所述可控制动装置可以包括与所述蓄能工作端一体形成的制动盘和能够以受控的方式接合和释放所述制动盘的制动钳。另一方面，本专利技术还提供了一种风力发电机，包括能够在风力作用下转动的风轮和能够接收并传递所述风轮产生的动力的动力传递系统，还包括根据上述任一项技术方案所限定的蓄能系统，从所述动力传递系统接收动力。优选地，所述至少一个蓄能单元中的至少一个蓄能单元的蓄能差速器的输出工作端，连接有转速控制装置。优选地，所述至少一个蓄能单元中的至少一个蓄能单元的蓄能差速器的输出工作端，连接有第二蓄能差速器，所述第二蓄能差速器的蓄能工作端能够与第二蓄能装置交换能量，所述第二蓄能差速器的输出工作端连接有转速控制装置。、根据本专利技术的蓄能系统以及使用这种蓄能系统的风力发电机，蓄能差速器和蓄能装置在相应的可控制动装置的控制下选择性地进行能量的交换(包括选择性地切断能量交换)。因此，可以根据具体情况，按照需要将多余的能量传输给预定的蓄能装置，或者将预定蓄能装置存储的能量按需传输给蓄能差速器，或者保持蓄能差速器当前的输出状态，从而能够最大限度地实现风力发电机的持续稳定的电力输出。附图说明图I是根据本专利技术一种实施方式的蓄能系统和风力发电机的原理示意图。图2是图I中蓄能差速器第一实施方式的示意性剖视图。图3是图I中蓄能差速器第二实施方式的示意性剖视图。图4是图I中转速控制装置一种实施方式的示意性剖视图。具体实施例方式下面参照附图详细地描述本专利技术的具体实施方式。图I是根据本专利技术一种实施方式的蓄能系统和风力发电机的原理示意图。图示实施例中的风力发电机包括沿竖直方向设立的塔架I、能够在风力作用下转动的风轮2、将风轮2产生的动力沿塔架I向下传递的动力传递系统5以及从动力传递系统5接收动力的蓄能系统4。2010年6月9日授权公告的名称为“水平轴式风力机”的第200920179133. 4号中国技术专利公开了具有上述动力传递系统的一种风力发电机。该文献的全部相关内容通过引用包含于此。本申请人2010年11月15日申请的名称为“联结器组件和动力传递系统以及风力机和风力发电机”的第201020613115. 5号中国技术专利申请也公开了一种包括上述动力传递系统的风力发电机。该文献的全部相关内容通过引用包含于此。本领域技术人员应该理解，本专利技术意在提供一种新颖有效的蓄能系统，并将这种蓄能系统用在风力发电机中。因此，本专利技术对于风力发电机的其他结构，包括动力传递系统，并没有限制。本领域已知的其他类型风力发电机和动力传递系统，也可以同本专利技术的蓄能系统结合使用。根据本专利技术的蓄能系统4包括至少一个蓄能单元。在图I所示的例子中，显示了两个蓄能单元，即第一蓄能单元3和第二蓄能单元6。每一个蓄能单元都可以包括蓄能装置、蓄能差速器和可控制动装置。蓄能差速器包括用于接收输入动力的输入工作端、用于输出动力的输出工作端以及用于与蓄能装置交换能量的蓄能工作端。多个蓄能单元以级联方式设置，其中，一个蓄能单元的蓄能差速器的输出工作端连接于随后的蓄能单元的蓄能差速器的输入工作端。按照一种实施方式，可以将这些蓄能单元分别固定到塔架I的不同塔层。相邻蓄能差速器间彼此相连的输出工作端和输入工作端，可以通过例如联轴器等结构相互连接在一起，用来传递动力；也可以将二者做成一体。本领域技术人员应该理解，本专利技术的目的不是对蓄能装置本身的原理进行设计或者改进。本领域中已知的能够实现能量存储和输出的蓄能装置，都可以用在本专利技术中，例如，飞轮、扭力弹簧和空气压缩机以及发电机/电动机与蓄电池的组合，以及这些蓄能装置的组合使用，等等。在本专利技术中，各个蓄能单元可以使用相同的蓄能装置，也可以使用不同的蓄能装置。在本专利技术中，蓄能工作端和蓄能装置之间的能量交换，既包括能量从蓄能工作端流向蓄能装置，而将能量存储在蓄能装置中，也包括能量从蓄能装置流向蓄能工作端，而将存储在蓄能装置中的能量释放给蓄能差速器。在本专利技术中，针对第一蓄能单元3，其组成部件前相应地加以“第一”;针对第二蓄能单元6，其组成部件前相应地加以“第二”(图2和3中的两个半轴在本专利技术中，无论对于哪个蓄能单元，都称为“第一半轴”和“第二半轴”)。可以想到，本专利技术的蓄能系统4还可以包括第三、第四等等任意需要数量的蓄能单元，图中没有示出。在本专利技术中，术语前使用的“第一”、“第二”等限定词，仅仅代表相同种类的装置或结构的不同个体。如图I所不,第一蓄能单兀3的第一蓄能差速器30的第一输入工作端31与动力传递系统5的输出端相连,接收来自风轮2的动力。第一蓄能差速器30的第一输出工作端33与第二蓄能差速器60的第二输入工作端61相连，将经过第一蓄能单元3的动力传递给第二蓄能单元6。以此类推，经过第二蓄能单元6的动力通过第二蓄能单元60的第二输出工作端63，继续传递给随后的蓄能单元，或者输出到其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄能系统，其特征在于，包括至少一个蓄能单元，所述蓄能单元包括：蓄能装置；蓄能差速器，所述蓄能差速器包括用于接收输入动力的输入工作端、用于输出动力的输出工作端以及用于与所述蓄能装置交换能量的蓄能工作端；和可控制动装置，所述可控制动装置结合于所述蓄能工作端，使得所述蓄能工作端能够以可控的方式与所述蓄能装置交换能量。

【技术特征摘要】
1.一种蓄能系统，其特征在于，包括至少一个蓄能单元，所述蓄能单元包括 蓄能装置； 蓄能差速器，所述蓄能差速器包括用于接收输入动力的输入工作端、用于输出动力的输出工作端以及用于与所述蓄能装置交换能量的蓄能工作端；和 可控制动装置，所述可控制动装置结合于所述蓄能工作端，使得所述蓄能工作端能够以可控的方式与所述蓄能装置交换能量。2.如权利要求I所述的蓄能系统，其特征在于，所述蓄能系统包括多个以级联方式设置的所述蓄能单元，其中，一个蓄能单元的蓄能差速器的输出工作端连接于随后的蓄能单元的蓄能差速器的输入工作端。3.如权利要求I所述的蓄能系统，其特征在于，所述蓄能差速器包括 第一半轴，用于接收输入动力而构成所述输入工作端； 与所述第一半轴一体形成的第一锥形齿轮； 第二半轴，用于输出动力而构成所述输出工作端； 与所述第二半轴一体形成的第二锥形齿轮； 多个行星齿轮，位于所述第一锥形齿轮和所述第二锥形齿轮之间并同时与所述第一锥形齿轮和所述第二锥形齿轮啮合； 支撑所述多个行星齿轮的行星齿轮架；和 壳体，与所述行星齿轮架一体形成，用于与所述蓄能装置交换能量而构成所述蓄能工作端。4.如权利要求I所述的蓄能系统，其特征在于，所述蓄能差速器包括 第一半轴，用于接收输入动力而构成所述输入工作端； 第一锥形齿轮； 第二半轴，用于输出动力而构成所述输出工作端； 与所述第二半轴一体形成的第二锥形齿轮； 多个行星齿轮，位于所述第一锥形齿轮和所述第二锥形齿轮之间并同时与所述第一锥形齿轮和所述第二锥形齿轮啮合； 行星齿轮架，支撑所述多个行星齿轮并与所述第一半轴一体形成；和壳体，与所述第一锥形齿轮一体形成，用于与所述蓄能装置交换能量而构成所述蓄能工作端。5.如前述任一项权利要求所述的蓄能系统，其特征在于，所述可控制动装置包括 与所述蓄能工作端一体形成的制动盘，和 能够以受控的方式接合和释放所述制动盘的制动钳。6.一种风力发电机，包括能够在风力作用下转动的风轮和能够接收并传递所述风轮产生的动力的动力传递系统，其特征在于，所述风力发电机还包括从所述动力传递系统接收动力的蓄能系统，所述蓄能系统包括至少一个蓄能单元，所述蓄能单元包括 蓄能装置， 蓄能差速器，所述蓄能差速器包括接收输入动力的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高则行，
申请(专利权)人：高则行，
类型：发明
国别省市：