[实用新型]风力发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电设备，特别涉及一种在风向变化时能自动全方位跟踪风源方向的风力发电装置。

背景技术

随着工农业生产的高速发展和人民生活水平的日益提高对电力的需求量迅速增加，供需矛盾十分突出。目前发电方式主要以火力发电和水利发电为主体。对一个国家来说可供发电的水利资源是有限的，而火力发电是以煤为燃料，火力发电对环境会造成一定污染，特别是煤是不可再生能源，且为宝贵的化工原料，而地下贮量是有限的，而风力和太阳能，则是取之不尽的廉价洁净能源，有着良好的市场前景，因此应大力开发、积极推广应用。

目前已知的塔式风力发电装置，其发电机固定在钢塔上方的平台上，发电机转轴通过轴承支架与叶片轮连接，叶片轮上下装有叶片，叶片与定向风翼相连，以使叶片对正风向，利用风力驱动叶片带动发电机轴转动而发电。这种装置风叶大小不能随风力大小自动调整，还需要通过定向风翼确定风向，不仅操作复杂，而且影响发电的平稳性和发电能力的提高。更大的问题是叶片不转动，超过设计风速时，要加制动装置。目前风力发电机虽各具特点，但多是传统立式螺旋叶片结构方式发电，其有安装高度要求高，螺旋叶片直径大，及挖基压桩工程大、地质要求高、而且造价高等系列缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题在于克服以上技术不足，提供一种安装方便、结构简单、生产成本低的风力发电装置。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种风力发电装置，包括发电机、与发电机传动连接的主轴以及与主轴传动连接的叶片，其特征是：所述主轴上安装有一个内部具有空腔的固定座，主轴内设有调速轴，调速轴的其中一端与动力驱动装置传动连接，另一端位于空腔内并安装有调速轴锥齿轮，所述叶片安装在固定座上并与固定座转动连接，所述叶片靠近固定座的一端连接有叶片锥齿轮，所述叶片锥齿轮与调速轴锥齿轮相啮合。

以下是本实用新型对上述方案的进一步改进：

所述叶片安装在叶片底座上，所述叶片底座与固定座转动连接，叶片底座的其中一端部位于空腔内，所述叶片锥齿轮安装在叶片底座的位于空腔内的一端。

作为一种改进：

所述叶片锥齿轮为三个，在固定座的圆周方向均匀排布。

进一步改进：

所述叶片齿轮上设有定位块，使叶片及叶片底座沿其轴线在0°-45°内转动。

叶片在调速电机的作用下，可在平行于风向或垂直于风向0°-45°之间转动，在设计风速范围内自动调整叶片受风面积，超过设计风速时，叶片在调速电机的阻尼下，使受风面积减少或垂直与风向，当0°时风向与叶片7的接触面最大，提供给固定座的扭距最大，角度加大时，则减小。

所述主轴上安装有主动发电齿轮，发电机上安装有与主动发电齿轮相啮合的从动发电齿轮。

更进一步改进：

所述动力驱动装置包括调速电机，调速电机的动力输出轴上安装有主动齿轮，调速轴上与主动齿轮相应的位置设有与主动齿轮相啮合的从动齿轮。

工作时，通过调速电机给调速轴锥齿轮一个稳定转速，从而达到设计转速200转(以5千瓦为例)，当风速8米/秒时，固定座的转速是200转时，叶片在风力作用下，给固定座旋转扭距，使固定座旋转，刚好与调速轴锥齿轮同步，此时，发电机通过与固定座连动的主动发电齿轮向外输出动力，当风速超过8米/秒时，在风力的作用下，固定座转速增高运转时，与调速锥齿轮所传动的叶片锥齿轮已经不同步，使叶片锥齿轮同时向一方向运动，使叶片调整迎风角度，达到固定座降速目的，直到同步，使发电机得到额定转速。

如果发电机负荷加大时，主动发电齿轮减速，因主动发电齿轮通过主轴与固定座连动，这时固定座减速，使调速轴锥齿轮跟叶片锥齿轮不同步运行，从而使叶片向反方向调整，增加迎风角度，使其扭距增加，直至同步，达到调速目的。

当风速降低时，固定座减速，使调速轴锥齿轮跟叶片锥齿轮不同步运行，从而使叶片向反方向调整，增加迎风角度，使其扭距增加，直至同步，达到调速目的。

本实用新型采用上述技术方案，具有以下优点：

1、本实用新型可使发电机在固定转速下工作，发电频率稳定，电压波动小，负载能力强。

2、与现有的同类发电装置相比，省去了昂贵的变频器，整流器，储电池等，减少成本，减少污染。

3、本实用新型因发电方式跟现有电厂供电方式相同，波形相同，可直接并网，降低了发电成本，提高了并网效率。

4、因频率稳定，电压稳定，可离网单独使用，直接驱动一切用电设备。