[实用新型]两端直驱风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，涉及一种双级风轮的风力发电机，特别是其前端风轮、后端风轮与发电机的布置及其连接方式，以及两级风轮叶片独特的变桨距调节方法。

背景技术

风电是世界上公认的最接近商业化、市场竞争最强的可再生能源技术之一，而应用中的水平轴风力发电机都只是在发电机一端布置风轮的风力发电机，且由于这些风力发电机的切出风速都不高，限制了风速的可应用范围，在风速经常性会大于切出风速的地区，影响设备长期稳定地与公共电网并网发电。设计者本着提高风力发电机的切出风速即扩展风速应用范围，增加风能利用效率，并出于设备长期安全运行可靠性考虑，推出一种双级风轮的两端直驱风力发电机。

实用新型内容

本实用新型提供了一种两端直驱风力发电机，其目的是要提高风能利用效率，解决应用中的风力发电机切出风速不高的问题；

为实现上述目的，其技术解决方案是：一种两端直驱风力发电机，包括前端风轮、前端变桨距装置、永磁同步发电机、后端风轮和后端变桨距装置；所述前端风轮、所述永磁同步发电机和所述后端风轮沿驱动风轮的风力方向依次排布。

上述所述永磁同步发电机为内转子结构或者外转子结构或者盘式结构，其旋转轴为中空结构，其旋转轴贯穿设备并两端都向外伸出；

优选地，所述永磁同步发电机为内转子（磁极）、外定子（绕组）结构。

上述所述前端风轮包括前端叶片和前端轮毂，其前端轮毂直接或者通过风轮轴固定于上述所述永磁同步发电机旋转轴的前端；

优选地，所述前端叶片的数量为2片；

优选地，所述前端轮毂直接固定于所述永磁同步发电机旋转轴的前端。

上述所述前端风轮的叶片桨距角通过上述所述前端变桨距装置调节；

优选地，所述前端风轮的叶片桨距角的调节范围为0～118°，即根据需要，通过调节所述前端风轮的叶片桨距角，所述前端风轮对上述所述永磁同步发电机的旋转轴既能提供正向驱动力距、又能产生逆向阻力距。

上述所述后端风轮包括后端叶片和后端轮毂，其后端轮毂直接或者通过风轮轴固定于上述所述永磁同步发电机旋转轴的后端；

优选地，所述后端叶片的数量为2片；

优选地，所述后端叶片为对称翼型；

优选地，所述后端轮毂直接固定于所述永磁同步发电机旋转轴的后端。

上述所述后端风轮的叶片桨距角通过上述所述后端变桨距装置调节；

优选地，所述后端风轮的叶片桨距角的调节范围为0～118°，即根据需要，通过调节所述后端风轮的叶片桨距角，所述后端风轮对上述所述永磁同步发电机的旋转轴既能提供正向驱动力距、又能提供逆向阻力距。

附图说明

图1为两端直驱风力发电机示意图；

图2为图1的右视图；

图3为两端直驱风力发电机典型结构示意图；

图4为应用示意图一；

图5为应用示意图二；

图6为应用示意图三。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，两端直驱风力发电机包括前端风轮1、前端变桨距装置、双轴伸永磁同步发电机2、后端风轮3、后端变桨距装置、电机舱5、塔架6等等；所述前端风轮1包括前端叶片11和前端轮毂12，所述后端风轮3包括后端叶片31和后端轮毂32；前端风轮1、永磁同步发电机2和后端风轮3沿驱动风轮的风力方向依次排布。

两端直驱风力发电机，其前端风轮1、后端风轮3通过前端变桨距装置、后端变桨距装置分别调节前端叶片11和后端叶片31的桨距角。

两端直驱风力发电机，其前端轮毂12、后端轮毂32分别直接固定于发电机旋转轴4的前端和后端。

两端直驱风力发电机，其日常运行模式是：前端叶片11的桨距角0～90°范围保持一个相对固定值，通过后端变桨距装置自动调节后端叶片31的桨距角，控制发电机旋转轴4的转速大小，保证双轴伸永磁同步发电机2正常运转。

上述日常运行模式的具体操作是：当风速大于等于切入风速、且接近或者小于25m/s时，在设备以常规方式正常启动后，前端叶片11的桨距角在0～90°（即提供正向驱动力距的位置）范围保持相对固定，只是在0～90°范围调节后端叶片31的桨距角，就能够控制发电机旋转轴4的转速大小，此时，前端风轮1和后端风轮3共同相向直接正向驱动双轴伸永磁同步发电机2按其额定功率正常工作；