[实用新型]一种外挂式垂直轴风力发电机的传动结构和该风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及垂直轴风力发电机领域，尤其涉及外挂式垂直轴风力发电机。

背景技术

风力发电机按照旋转轴的方向分为水平轴和垂直轴两种。因水平轴风力发电机组的大部分部件都在高空，对塔架强度、抗风等要求高，所需成本较高，且受风力的大小、方向等诸多限制，发电效率低下。而垂直轴风力发电机因其高效、功率大和便于安装使用等特点，愈来愈受到人们的重视。

中国发明申请案201110035028.5提出了一种垂直轴盘式发电机，包括一风轮，其可转动地固设在一中心塔柱上，所述风轮上设有若干叶片，在所述风轮和塔柱之间设置发电机组，该发电机的定子部分环绕设置在塔柱上，转子部分设置在所述定子部分的外周，并与风轮的轮毂固联。该风力发电机的风轮为垂直叶片风轮，其中的叶片通过两根或多根支撑杆连接到风轮中的轮毂上，所述轮毂的至少一个与所述风力发电机的转子相连接，另外的所述轮毂与所述中心塔柱可转动地连接。其发电机的定子固定嵌于塔柱，而转子围绕塔柱中心旋转，转子外侧和支撑杆连接，叶片通过支撑杆带动转子转动。该发电机是一个外转子电机，转子包围定子并通过主轴承旋转。

但上述电机的转子部分的重量需要通过推力轴承克服重力来进行支撑。对于大型电机转子重量较大时，通过推力轴承来进行支撑会使得摩擦力较大，降低轴承的使用寿命。

针对上述问题，中国发明申请案201110035028.5提出了一种用于垂直轴盘式电机的磁悬浮支撑结构，其中采用了两组或两组以上的磁悬浮支撑组件，分别安装于定子、转子之间，相互推斥，形成推力，以分别克服定子、转子的重力，从而减小转子的旋转阻力矩。该磁悬浮部件，采用多环支撑方式，即沿径向由多块永磁体按照极性交错排列布置于环形轭铁的上面或下面，形成沿径向永磁体极性交错排列的永磁体多环层，从而形成推斥力，从而消除机械摩擦力，延长轴承的使用寿命。

然而上述发明仍然采用的是一个定子固定嵌于塔柱，转子围绕塔柱旋转的外转子发电机的结构，对于大功率风力发电机来说，其转子转动速度和风轮速度一样，速度较慢。而且发电机体积庞大，仅设置磁悬浮支撑组件，就需要花费相当大的人力及时间，因此重量较重，成本较高。此外，由于转子围绕塔柱旋转，所以转子是一个回转体。为了保证机械性能，一般来说该回转体为整体结构，所以一旦发电机内部发生故障，在高空将很难进行维修。如果需要把发电机拆下维修，首先需要拆除外部风轮，再拆除发电机上部的塔柱后，才能把发电机吊下，导致维修成本极高。

实用新型内容

本实用新型有鉴于上述缺陷，提出了一种改良的垂直轴风力发电机。其利用一种齿轮传动结构，摒弃了上述现有技术中的庞大的磁悬浮支撑结构和定转子结构，改进了现有的直驱型垂直轴风力发电机成本过高和可维护性较差的缺点，通过将齿轮系统与发电机相连，从而将风能传送至该发电机。本实用新型提出的具体技术方案如下：

一种外挂式垂直轴风力发电机的传动结构，包括塔柱，轮毂，其中，塔柱固定于地面建筑上，轮毂可旋转地安装在塔柱上；该传动结构还包括：大齿轮，小齿轮，增速齿轮箱以及发电机；其中：

大齿轮固定于轮毂上，大齿轮与轮毂的旋转轴线相同；

增速齿轮箱固定于塔柱上，该增速齿轮箱包含低速轴和高速轴；

小齿轮与增速齿轮箱的低速轴同轴连接，并与大齿轮啮合；

发电机固定于塔柱上，与增速齿轮箱的高速轴同轴连接。

同轴连接的含义为同一根轴，或者在同一轴线上，一根轴分为两段，两段绞连在一起，两根轴同步转动。

进一步，大齿轮为外齿轮，小齿轮在大齿轮的外侧啮合传动。

进一步，大齿轮为内齿轮，小齿轮在大齿轮的内侧啮合传动。

进一步，小齿轮的转轴与增速齿轮箱的低速轴为同一根轴。

进一步，发电机的转子轴与增速齿轮箱的高速轴为同一根轴。

进一步，小齿轮为两组或两组以上，均匀分布于圆周方向，增速齿轮箱和发电机的数量与小齿轮的数量相同。

一种外挂式垂直轴风力发电机，包括数个支撑杆，数个垂直叶片，每个支撑杆的一端与轮毂的外侧连接，支撑杆的另一端与垂直叶片相连；还包括以上所述的传动结构。

进一步，所述的支撑杆的数量为两个或两个以上，均匀分布于轮毂的圆周方向；垂直叶片的数量与支撑杆的数量相同。

进一步，所述的发电机包括上下排列的两组或两组以上传动结构。

进一步，所述的传动机构为两组或两组以上。

进一步，每组传动结构的支撑杆的数量为两个或两个以上，均匀分布于轮毂的圆周方向；每组传动结构的垂直叶片的数量与支撑杆的数量相同。