[实用新型]风力发电机用转动惯量自适应式飞轮装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种机械运动中的飞轮装置，尤其是一种风力发电机竖直轴风轮上使用的能使风叶保持恒速转动的储能装置，具体地说是一种风力发电机用转动惯量自适应式飞轮装置。

背景技术

众所周知，风能是一种取之不竭，用之不尽的可再生绿色能源，和太阳能一样，是最具实用开发的清洁能源。风力发电技术是我国大力鼓励和扶持的新能源技术之一，对于改善我国经济发展过程中不合理的能源结构，降低化石能源的使用比重，从而减少碳排放，保护地球家园具有深远的意义。而风力发电技术中传统的垂直轴风轮（自身已具有一定的转动惯量），一般都没有飞轮装置，或者加装飞轮后又增加了风轮整体的转动惯量，增大了小风力启动的困难，这困扰了很多相关的生产企业。传统飞轮是一个延固定轴旋转的轮子或圆盘，在旋转运动用于存储旋转动能的一种机械装置。飞轮倾向于抵抗转速的改变，当动力源对旋转轴作用有一个变动的力矩或是应用在间歇性负载时，飞轮可以减小转速的波动，使旋转运动更加平顺。飞轮作为储能设备来说，转动惯量越大，储能越多，但同时所需的启动力矩也要求更大。因此增大转动惯量保持速度的均恒性与起动困难是一对矛盾体，要获得大的转动惯量就必然会导致起动力矩增加，造成起动困难，而起动方便必须会导致转动惯量无法得到保障，故很有必要对现有的风轮技术加以改进。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的风力发电技术中垂直轴风轮加装飞轮后转动惯量无法调节导致小风力下启动困难的问题，设计一种能自动调节转动惯量，起动时转动惯量很小，而高速时转动惯量能自动调整至最佳值的风力发电机用转动惯量自适应式飞轮装置。

本实用新型的技术方案是：

 一种风力发电机用转动惯量自适应式飞轮装置，其特征是它包括轮毂1和轮圈2，轮毂1安装在风轮轴上，轮毂1和轮圈2之间均布有至少两根辐条3，辐条3的一端与轮毂1相连，另一端与轮圈2相连，在辐条3上安装有能沿辐条3滑动的滑块4以及将滑块4推向轮毂1的复位弹簧5。

所述的滑块4上安装设有固定配重块的固定装置。

所述的辐条3的数量为三个、四个、五个或六个。

所述的辐条3整体呈导轨结构，滑块4套装在所述的辐条3上。所述的在所述的辐条3上安装有导轨，滑块4安装在所述的导轨上并与复位弹簧的一端相抵。

本实用新型的有益效果：

本实用新型克服了传统飞轮的不足，通过自动改变飞轮的转动惯量来达到小力矩启动风轮，当风力增大，风轮高速运行时，又自动增大飞轮的转动惯量来储存更多能量的目的，大大提高了风能的利用效率。同时对于减小风轮转速的波动，效果将更好，发电机产出的电力将更稳定，更利于后续的开发和利用。

传统飞轮一旦制造出来，转动惯量就是固定的，质量越大，转动惯量就越大。但转动惯量越大，意味着启动时就需要更大的外加力矩，这又不利于风轮的小风力启动。本实用新型的飞轮装置的转动惯量是不断变化的，同样的质量，可以通过改变重心分布的边缘化来达到增加转动惯量，增强储能效果的目的。

由于本实用新型的飞轮装置高转速运行时各块体是对称、等重、等距分离，运行过程中将不会因为重心分布不均而产生震动和噪音等。此外，本实用新型还可根据动平衡原理进行配重，确保转动平稳。

本实用新型的飞轮装置各块体可全部置于一坚固的壳体内，高速运行时不会有块体飞出等不安全现象出现。

     本实用新型的转动惯量能根据转速的大小实现自适应调节，且结构简单，制造方便，运行平稳，安全可靠，有利于提高发电机电力输出的平稳性，减少稳压装置的负荷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3表面本实用新型的飞轮装置处于静止状态时飞轮重心在轴心处，转动惯量最小。

图4表面本实用新型的飞轮重心位于边缘处时转动惯量最大。

图中：1-轮毂，2-轮圈，3-辐条，4-滑块，5-复位弹簧，6-壳体。A-静止或低速运行状态滑块位置示意图，B-高速运行状态时滑块位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

    如图1、2所示。