[发明专利]一种具有减振功能的H型垂直轴风力发电装置

说明书

本发明提供一种具有减振功能的H型垂直轴风力发电装置，涉及风力发电技术领域，其主轴上设置有减振机构，在工作时，通过风向检测仪确定来流风的方向，然后将信号传递给减速电机，启动减速电机并驱动小齿轮，进而调节电磁加载装置处于来流风的对向，并通过转速表获得主轴的当前转速，计算出主轴现受到的偏振力的大小和方向，将信号传给减速电机，调节电磁加载装置，实现精准控制，并且本发明可以针对不同的安装位置，实时计算电磁加载装置应该提供的电磁吸力的大小，实现偏振力及弯矩的完全抵消，也即本发明实施例采用减振机构解决了垂直轴风力发电装置的偏振效应，延长了风力发电装置的使用寿命，维持了风力发电装置的稳定运行。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种具有减振功能的H型垂直轴风力发电装置。

背景技术

随着全球经济的迅速发展，大量的煤、石油和天然气等化石燃料被消耗掉，使得全球面临前所未有的能源危机和环境威胁，能源和环保已经成为目前亟待解决的重大问题。而风能作为一种可再生的绿色清洁能源，越来越多的人意识到开发风能的重要性。

风力发电装置按照主轴相对于地面的安装位置可分为水平轴风力发电装置和垂直轴风力发电装置。垂直轴风力发电装置以无需偏航系统、机械机构简单等优点越来越受到人们的青睐，但是由于H型垂直轴风力装置存在偏振问题，导致垂直轴风力发电装置的大型化和商业化发展受到了阻碍。

对于H型垂直轴风力装置的偏振问题，仅考虑气动力因素情况下，垂直叶片在旋转过程中，叶片攻角成类正弦曲线运动。变化的叶片攻角使得叶片受力明显倾向一侧，示例的，以三个叶片为例，风机旋转一周，由于叶片受力不稳定，必然会产生振动，且不同方位角下，受力不同。将叶片气动力合成到主轴上，主轴合成力的震荡图如图1所示。参考图1所示，主轴受到的作用力一直存在，且大小方向不定，必然会导致主轴偏移中心位置，并发生振颤。这种因叶片旋转一周产生的气动力不稳定造成的主轴振动，称之为偏振效应。

如何解决H型垂直轴风力发电装置的偏振效应，延长风力发电装置的使用寿命，维持风力发电装置的稳定运行，已经成为该领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种具有减振功能的H型垂直轴风力发电装置，旨在采用减振机构解决垂直轴风力发电装置的偏振效应，延长风力发电装置的使用寿命，维持风力发电装置的稳定运行。

为达到上述目的，本发明提供一种具有减振功能的H型垂直轴风力发电装置包括塔架、安装在所述塔架上的主轴、安装在所述主轴上的减振机构、固定在所述主轴上的支撑杆、固定在所述支撑杆上的叶片，其中，所述主轴为中空结构，所述减振机构包括固定在所述主轴上的加载盘面、穿过所述主轴的中心固定在地面上的承载装置、固定在所述承载装置上的圆弧滑轨、与所述圆弧滑轨相配合的滑块和小齿轮、固定连接在所述滑块上的电磁加载装置、用于驱动所述小齿轮的减速电机，所述加载盘面的外表面为圆环面，所述电磁加载装置的端面为与所述圆环面曲率半径相同的弧面。

可选的，所述主轴与所述加载盘面之间为过盈配合，所述减速电机采用键配合与所述小齿轮相连。

可选的，所述加载盘面为圆环状结构。

可选的，所述H型垂直轴风力发电装置包括3个所述叶片，每一个所述叶片采用2个所述支撑杆固定在所述主轴上。

可选的，3个所述叶片之间相互呈120°设置在所述主轴的圆周方向上。

可选的，所述H型垂直轴风力发电装置还包括风向检测仪、接触式数字转速表和PLC控制系统，所述风向检测仪用于检测来流风的方向，所述PLC控制系统用于控制所述减速电机。

可选的，所述减振机构包括上减振机构和下减振机构，所述上减振机构和所述下减振机构的结构相同，所述上减振机构安装在所述主轴的上端，所述下减振机构安装在所述主轴的下端。

本发明的实施例至少具有如下有益技术效果：