[实用新型]一种风力发电装置

说明书

技术领域

本实用新型按国际专利分类表（ＩＰＣ）划分属于机械工程、照明、加热、武器、爆破部，液力机械或液力发动机；风力、弹力或重力发动机大类，风力发动机小类技术领域，尤其涉及一种风力发电装置。

背景技术

现有风力发电装置大都是水平轴风力发电机，利用塔架将桨叶式发电机、增速机等安装在空中，这就使对塔架的机械强度要求比较高，总体上结构复杂、材料消耗多、总质量大，有些部件单件重、体积大。对于兆瓦级的风机，甚至超过百吨，具备这种生产能力的企业寥寥无几，对于吊车吨位和道路的承载能力都是个考验。这些原因导致了水平轴风力发电机的生产、建设、运行管理等方面的成本较高。

另外，现有的发电机工作范围比较窄，当风速高于额定风速时，输出功率会超过额定功率，这样发电机就会产生过热问题。风力机厂家就不得不采取限制风力机的转速解决发电机的过载问题，而风力发电机接受的能量变化范围要在几倍、几十倍甚至更多。如此周而复始的频繁变化，现有发电机结构上很难适应，在如此宽范围内工作是非常困难的，甚至是不可能的。

而且，现有风力机大都采用风轮式，依据贝茨（Bets）理论，风轮式风力机在捕获风能上存在一个极限值（59%），利用率低。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种结构简单、工作可靠、风能利用率高、噪声小的风力发电装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括基座，基座上设置有支撑杆，其结构要点支撑杆下部设置有第一转盘，第一转盘外侧固定有第一横梁，第一横梁与具有定子绕组的弧形弯梁的一端相连，弧形弯梁的另一端通过拉杆与设置在支撑杆上部的第二转盘上的第二横梁相连；支撑杆两侧的第二横梁上对称设置有摆叶，摆叶的上端通过摆叶轴与第二横梁相连，摆叶的下端相应于定子绕组设置有永磁体；第二横梁的末端通过拉索与支撑杆顶部的第三转盘相连，第三转盘与方向舵相连，第一转盘、第二转盘、第三转盘通过连杆相连。

作为一种优选方案，本实用新型所述定子绕组为至少一个，沿摆叶下端的摆动轨迹布置。

作为另一种优选方案，本实用新型所述永磁体包括N极永磁体和S极永磁体，N极永磁体和S极永磁体相对设置在U形框架内，U形框架上端与摆叶下端相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述摆叶的叶片上设置有迎风侧开口面积大于背风侧开口面积的圆台状通孔。

作为另一种优选方案，本实用新型所述摆叶的叶片内部填充泡沫塑料，表面包裹金属蒙皮。

作为另一种优选方案，本实用新型所述摆叶的叶片上设置有至少一个活动闸门。通过液压缸的活塞杆伸缩来控制活动闸门的开启与闭合。

作为另一种优选方案，本实用新型所述第二转盘通过轴承、挡圈与支撑杆相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述定子绕组通过整流模块、逆变模块与电网相连。

其次，本实用新型所述整流模块的输出端与蓄电池组相连。

另外，本实用新型所述支撑杆采用钢管。

本实用新型有益效果：（1）本实用新型在利用风能转变为机械能的设计上与现有风力发电机在结构上的区别很大，取消了现有风力发电机所具有的桨叶、轮毂、桨距调节装置、制动器、齿轮变速箱、旋转发电机、偏航驱动器等一系列构件。虽然增加了摆叶，但摆叶与桨叶质量大体相当；平板发电机（永磁体、定子绕组）安装在下部，不像现有水平轴风力发电机，安装在塔架的顶端，降低了重心使塔架的承力性得到了改善。所以，本实用新型整体质量大为降低，最大的单体部件的质量远远小于现有风力发电机，相应节约了运输、吊装的成本。总体上大幅度地节约了风电场的建设和运行维护成本，增强了与火电和其他形式发电的竞争力。

（2）本实用新型发电机没有励磁绕组，不消耗励磁功率；发电机没有滑环，运转时更安全可靠；制造工艺简单，基本上不需要维护。

（3）工作范围宽。由于本实用新型是通过永磁体的摆动使定子绕组的线圈切割磁力线来发电，所以，定子绕组的线圈可裸露安装在弧形弯梁上，散热快，不需要限速装置。

（4）启动风速低，可以做无负载启动。本实用新型采用摆叶结构，低风速便可启动；摆叶与地面垂直时，摆叶下方可不设定子绕组，这样启动的时候不发电，易于启动。