[发明专利]垂直轴风力发电机

说明书

本发明的垂直轴风力发电机，包括发电机，垂直轴风力发电机还包括风轮，风轮上同轴地设有环形齿圈，发电机的输入轴上设有与环形齿圈啮合的取力齿轮。垂直轴风力发电机具有较高的风能利用率、转化率，分体式的风桨和风轮支架的构件受力状态更加合理。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体而言，涉及垂直轴风力发电机。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。目前大中型风电主要采用水平轴风力机，属升力型风力机，具有转速高、风的利用率较高的优点。目前投入商业运营的风力发电机主流风力发电机基本上是水平轴风力发电机。

风力发电机的支撑采用的是竖向直立塔筒，随着水平轴风力发电机容量的不断增大，目前主流风力发电机的容量已达2兆瓦—3.5兆瓦，相应的发电机的整体机舱的重量已达70-100吨，机舱高度也达到100米左右。设备的制作、运输、安装成本显著增加，因此水平轴风力发电机的发展已达到瓶颈期。

旋转轴是垂直的风力发电机叫垂直轴风力发电机。垂直轴风力发电机具有低噪声、维护简单等优点。传统的H型垂直轴风力发电机风轮轴是垂直的，风轮轴的两端与梁或板相连接，风轮轴上固定有若干以风轮轴为中心呈辐射状的水平支撑杆；水平支撑杆的端部固定有呈垂直状的浆叶(叶片)，浆叶(叶片)有一定的角度(攻角)，叶片在风的吹动下，风轮整体绕风轮轴中心转动；风轮轴上固定有发电机的转子，转子随同风轮轴一同转动，发电机的定子固定于梁或板上，是静止的，风轮转动时风轮轴驱动转子相对于定子转动而产生电力。

在风速一定的情况下，风轮要获得较大的动能，需要较大的风轮直径，而当风轮直径较大时风轮转速较低，而转速低的风轮会使发电机及变速箱的制造成本相对加大，同时在使用变速箱时产生了传递损失，降低了发电效率。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种垂直轴风力发电机，以解决现有技术中由于风轮因齿轮和转速无法平衡，而造成的制造成本高、发电效率低的问题。

为此，本发明提供如下技术方案：垂直轴风力发电机，包括发电机，所述垂直轴风力发电机还包括风轮，所述风轮上同轴地设有环形齿圈，所述发电机的输入轴上设有与所述环形齿圈啮合的取力齿轮。

作为对上述的风力发电机的进一步改进的方案，所述发电机的数量为多个，多个所述发电机分别通过所述取力齿轮与所述环形齿圈啮合。

作为对上述的风力发电机的进一步改进的方案，所述垂直轴风力发电机还包括支撑地轮和支撑轨道，所述支撑轨道位置固定，所述支撑地轮设于所述风轮上，所述风轮在转动时带动所述支撑地轮在所述支撑轨道上滚动。

作为对上述的风力发电机的进一步改进的方案，所述垂直轴风力发电机还包括框架，所述风轮转动地设于所述框架中，所述支撑轨道固定在所述框架上。

作为对上述的风力发电机的进一步改进的方案，每一所述支撑地轮上设有制动装置。

作为对上述的风力发电机的进一步改进的方案，所述风轮为实时变桨风轮，所述实时变桨风轮包括风轮支架、风桨和风桨转轴，至少三个所述风桨圆周均匀设于所述风轮支架上，每一所述风桨通过所述风桨转轴转动地连接在所述风轮支架上；

所述实时变桨风轮还包括：

驱动装置，所述驱动装置驱动所述风桨转动；

传感装置，所述传感装置用于感测风环境及所述实时变桨风轮的转动情况；以及

控制器，所述传感装置和所述驱动装置分别与所述控制器电性连接，所述控制器根据所述传感装置所检测到的参数控制所述驱动装置工作；

所述驱动装置驱动在迎风半周上的所述风桨的迎风面积大于所述驱动装置驱动在逆风半周上的所述风桨的逆风面积。