风力发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机，具有简单的结构，包括能够在风力作用下转动的风轮和用于将风轮接收的风能向下传递的动力下传系统。动力下传系统包括：能够转动的上滚筒和下滚筒；能够在上滚筒和下滚筒上卷绕和展开的缆绳；上离合装置，位于风轮和上滚筒之间，能够选择性地位于接合位置和分离位置，在接合位置，风轮与上滚筒接合，能够驱动上滚筒转动，以使缆绳从下滚筒展开而卷绕在上滚筒上，在分离位置，风轮与上滚筒分离；和动力源，能够选择性驱动下滚筒，以在上离合装置位于分离位置时驱动下滚筒转动，使缆绳从上滚筒展开而卷绕在下滚筒上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风力发电机。
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。目前使用的风力发电机包括风轮、机械传动系统和发电机。风轮在风力的作用下旋转，所获得的动能经机械传动系统传递给发电机，由发电机将动能转换为电能。机械传动系统和发电机被封装在一个机舱中，然后通过转动支承装置安装在塔架顶部，构成了风力发电机的机头。机头，特别是大中型风力发电机的机头，其重量非常大，可以达到数十吨到 几百吨。因此，对转动支承装置的要求极高，造成了转动支承装置的制造成本高昂。沉重的机头需要专门的机械测风和对风装置，进一步增加了机头的体积、重量和结构复杂性。机头的重量和体积给运输和安装也带来了诸多的困难。另外，因为发电机装在随风摆转的机舱中，用于向外输送电力的电缆可能会发生扭绞的现象，所以，风力发电机还需要安装相应的解缆和扭缆保护装置。因此，目前的风力发电机结构复杂，在制造、运输、安装、维护等方面的成本非常大，成为阻碍风能广泛利用的因素之一。
技术实现思路
本专利技术拟提供一种结构简单的风力发电机，能够克服上述传统风力发电机的一个以上的缺点。根据本专利技术的一个方面，本专利技术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用于将所述风轮接收的动力向下传递的动力下传系统，所述动力下传系统包括能够转动的上滚筒和下滚筒；能够在所述上滚筒和所述下滚筒上卷绕和展开的缆绳；上离合装置，位于所述风轮和所述上滚筒之间，能够选择性地位于接合位置和分离位置，在所述接合位置，所述风轮与所述上滚筒接合，能够驱动所述上滚筒转动，以使所述缆绳从所述下滚筒展开而卷绕在所述上滚筒上，在所述分离位置，所述风轮与所述上滚筒分离；和动力源，能够选择性驱动所述下滚筒，以在所述上离合装置位于所述分离位置时驱动所述下滚筒转动，使所述缆绳从所述上滚筒展开而卷绕在所述下滚筒上。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术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差速器，所述差速器包括输入工作端和两个输出工作端，其中，所述输入工作端从所述风轮接收动力而受到所述风轮的驱动，每一个所述输出工作端分别连接有上述的动力下传系统。优选地，所述动力下传系统还可以包括下离合装置，所述下离合装置位于所述动力源和所述下滚筒之间，能够选择性地位于接合位置和分离位置，在所述下离合装置的接合位置，所述动力源与所述下滚筒接合，能够驱动所述下滚筒转动，以使所述缆绳从所述上滚筒展开而卷绕在所述下滚筒上，在所述下离合装置的分离位置，所述动力源与所述下滚筒分离。优选地，所述差速器的两个所述输出工作端中的至少一个可以结合有可控制动装置。所述可控制动装置可以包括与所述输出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。优选地，所述差速器可以包括第一半轴 ，与一个所述动力下传系统连接而构成一个所述输出工作端；与所述第一半轴一体形成的第一锥形齿轮；第二半轴，与一个所述动力下传系统连接而构成另一个所述输出工作端；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；壳体，与所述行星齿轮架一体形成，用于从所述风轮接收动力而构成所述输入工作端。进一步优选地，所述风轮包括转轴，所述转轴一体地形成有蜗杆，所述壳体一体地形成有能够啮合所述蜗杆的蜗轮。进一步优选地，所述风轮包括转轴，所述转轴一体地形成有齿轮，所述壳体一体地形成有能够啮合所述齿轮的齿轮。优选地，本专利技术的风力发电机可以包括两个以上所述差速器，至少一个差速器的输入工作端与所述风轮相连，以从所述风轮接收动力，其他的差速器的输入工作端与所述至少一个差速器的输入工作端相连，以通过所述至少一个差速器的输入工作端从所述风轮接收动力。所述风力发电机包括塔架和支承在所述塔架顶部的机舱，所述风轮由所述机舱可转动地支承。其中，所述上离合装置、所述上滚筒和所述差速器位于所述机舱中，所述下滚筒位于低于所述机舱的位置处。优选地，所述风力发电机还包括下差速器，所述下差速器包括分别用于接收来自两个所述下滚筒的动力的输入工作端和用于输出动力的输出工作端。附图说明图I是根据本专利技术第一实施方式的风力发电机的示意性结构图。图2是根据本专利技术第二实施方式的风力发电机的示意性布局图。图3是图2所示风力发电机的一种变型的示意性布局图。图4是根据本专利技术第三实施方式的风力发电机的示意性布局图。图5是根据本专利技术一种实施方式的差速器的示意性剖视图。具体实施例方式下面参见附图描述本专利技术的具体实施方式。图I示意性地示出了根据本专利技术第一实施方式的风力发电机的示意图。图中所示的风力发电机包括风轮I、机舱2和塔架3。风轮I的转轴通过轴承由机舱2可转动地支承，因此，风轮I能够在风力的作用下旋转。机舱2通过轴承等转动支承装置由塔架3的顶部可转动地支承，能够随着风向的改变而相对于塔架3摆转(例如通过对风装置)。根据本实施方式，在机舱2中，风轮I的转轴通过上离合装置4与上滚筒5的驱动转轴50相连。在塔架3中低于机舱2的希望高度处，设置有下滚筒7。下滚筒7的驱动转轴70通过下离合装置9与动力源8的输出轴相连。诸如钢丝绳等缆绳6卷绕在上滚筒5和下滚筒7上。上离合装置4、上滚筒5、缆绳6、下滚筒7、下离合装置9和动力源8组成了根据本专利技术的动力下传系统10。如图所示，在本专利技术中，动力源8被表示为电机。但是，本专利技术并不限于此。例如，动力源还可以是发动机、液压或者气动马达、或者蓄能装置，以及它们的组合。上离合装置4和下离合装置9 (以及输出转轴79上的下离合装置)可以是已知的任何合适的离合器，优选地，采用能够利用电信号进行控制的电动或者气动离合器。更加优选的是，可以通过无线的方式对离合装置进行控制。上离合装置4和下离合装置9都可以选择性地位于接合位置和分离位置。在上离合装置4接合而下离合装置9分离的情况下，风轮I接合上滚筒5，电机8与下滚筒7分离， 风轮I的转动经过驱动转轴50驱动上滚筒5转动，缆绳6从下滚筒7展开而被卷绕在上滚筒5上，由此驱动下滚筒7转动。这时，下滚筒7的转动通过例如输出转轴79输出给其他设备，例如发电机和蓄能系统(未示出)。当缆绳6全部从下滚筒7上展开或者展开预定量时，上离合装置4分离而下离合装置9接合。这时，风轮I的转轴10和上滚筒5的驱动转轴50之间的连接被断开，而电机8通过下离合装置9接合下滚筒7的驱动转轴70。在这种情况下，电机8工作，驱动下滚筒7反向转动，缆绳6从上滚筒5展开而被重新卷绕在下滚筒7上。为了避免电机8的负载过大，也可以在下滚筒7的输出转轴79上设置另外的下离合装置(未示出)，当下滚筒7反转而重新卷绕缆绳6时，使输出转轴79与其负载分离；而当下滚筒7被驱动转动时，接合输出转轴79上的负载，从而输出下滚筒7的转动。当缆绳6全部从上滚筒5展开或者展开预定量时，上离合装置4接合而下离合装置9分离，开始下一个工作循环。如此往复，而将风轮接收的风能经动力下传系统10沿塔架3向下传递到希望高度。本专利技术中使用的上滚筒5和下滚筒7可以利用已知的能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机，包括能够在风力作用下转动的风轮，其特征在于，所述风力发电机还包括用于将所述风轮接收的动力向下传递的动力下传系统，所述动力下传系统包括：能够转动的上滚筒和下滚筒；能够在所述上滚筒和所述下滚筒上卷绕和展开的缆绳；上离合装置，位于所述风轮和所述上滚筒之间，能够选择性地位于接合位置和分离位置，在所述接合位置，所述风轮与所述上滚筒接合，能够驱动所述上滚筒转动，以使所述缆绳从所述下滚筒展开而卷绕在所述上滚筒上，在所述分离位置，所述风轮与所述上滚筒分离，和动力源，能够选择性驱动所述下滚筒，以在所述上离合装置位于所述分离位置时驱动所述下滚筒转动，使所述缆绳从所述上滚筒展开而卷绕在所述下滚筒上。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机，包括能够在风力作用下转动的风轮，其特征在于，所述风力发电机还包括用于将所述风轮接收的动力向下传递的动力下传系统，所述动力下传系统包括 能够转动的上滚筒和下滚筒； 能够在所述上滚筒和所述下滚筒上卷绕和展开的缆绳； 上离合装置，位于所述风轮和所述上滚筒之间，能够选择性地位于接合位置和分离位置，在所述接合位置，所述风轮与所述上滚筒接合，能够驱动所述上滚筒转动，以使所述缆绳从所述下滚筒展开而卷绕在所述上滚筒上，在所述分离位置，所述风轮与所述上滚筒分离，和 动力源，能够选择性驱动所述下滚筒，以在所述上离合装置位于所述分离位置时驱动所述下滚筒转动，使所述缆绳从所述上滚筒展开而卷绕在所述下滚筒上。2.如权利要求I所述的风力发电机，其特征在于，所述动力下传系统还包括下离合装置，所述下离合装置位于所述动力源和所述下滚筒之间，能够选择性地位于接合位置和分离位置，在所述下离合装置的接合位置，所述动力源与所述下滚筒接合，能够驱动所述下滚筒转动，以使所述缆绳从所述上滚筒展开而卷绕在所述下滚筒上，在所述下离合装置的分离位置，所述动力源与所述下滚筒分离。3.权利要求I或2所述的风力发电机，其特征在于，所述风力发电机包括塔架和支承在所述塔架顶部的机舱，所述风轮由所述机舱可转动地支承，所述上离合装置和所述上滚筒位于所述机舱中，所述下滚筒位于低于所述机舱的位置处。4.一种风力发电机，包括能够在风力作用下转动的风轮，其特征在于，所述风力发电机还包括差速器，所述差速器包括输入工作端和两个输出工作端，其中， 所述输入工作端从所述风轮接收动力而受到所述风轮的驱动； 每一个所述输出工作端分别连接有动力下传系统，所述动力下传系统包括 能够转动的上滚筒和下滚筒， 能够在所述上滚筒和所述下滚筒上卷绕和展开的缆绳， 上离合装置，位于所述输出工作端和所述上滚筒之间，能够选择性地位于接合位置和分离位置，在所述接合位置，所述输出工作端与所述上滚筒接合，能够驱动所述上滚筒转动，以使所述缆绳从所述下滚筒展开而卷绕在所述上滚筒上，在所述分离位置，所述输出工作端与所述上滚筒分离，和 动力源，能够选择性驱动所述下滚筒，以在所述上离合装置位于所述分离位置时驱动所述下滚筒转动，使所述缆绳从所述上滚筒展开而卷绕在所述下滚筒上。5.如权利要求4所述的风力发电机，其特征在于，所述动力...

【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：