[实用新型]一种用于垂直轴风机的制动系统及风力发电机

说明书

本实用新型或实用新型提供了一种用于垂直轴风机的制动系统及风力发电机，包括发电机系统、风机叶片或风轮以及设置在叶片或风轮上的转动构件、环形水平轨道、轨道支撑构件及刹车系统，其特征是，所述环形水平轨道固定安装在轨道支撑构件上，所述风轮或叶片上设置有风轮转动构件，所述风轮转动构件支撑在环形水平轨道上，所述刹车系统设置在风轮转动构件或环形水平轨道上或风轮或叶片上与环形水平轨道相对应的位置；在相同刹车力度的情况下，大大提高了刹车力矩，达到了更好的刹车效果，解决了在强风时的刹车问题，提高了垂直轴风力发电机的安全性和可靠性。

技术领域

本发明属于风能利用技术领域，尤其是用于垂直轴风力发电机的制动系统。

背景技术

垂直轴风机是垂直轴风力机或垂直轴风力发电机的简称。是指旋转轴垂直于地面或者来流方向的风力机或风力发电机。由于风力发电机都在恶劣气候条件下使用，为了抵御强台风，通常风机都需要具有制动(刹车)功能，在现有的大型水平轴风力发电机中，通常使用碟型或抱闸刹车，刹车碟或刹车盘的轴平行于地面，但由于水平轴风机在强风时可以采取偏航以减小迎风面积，而且水平轴风轮固有的高转速、低扭矩特性，使得相同功率下水平轴风机的刹车力要小得多，而垂直轴风力发电机由于固有的低转速、大扭矩特性，且垂直轴风力发电机无法在强风时进行偏航以减小迎风面积，因此这些刹车装置无法应用在相同功率的垂直轴风力发电机上。中国专利申请号200910003965.5公开了一种用于垂直轴风力发电机的制动系统及其制动方法。该风力机通过与风轮垂直轴连接的刹车装置，以刹车电磁阀控制的刹车制动臂或刹车制动碟，摩擦片；安全销和控制该安全销的安全销电磁阀来实现制动的目的，其不足之处是刹车装置设置在风轮轴或发电机轴上，由于风轮轴或发电机轴的半径远远小于

风轮的扫风半径，差距过大，刹车力矩远远小于风轮的转动力矩，因此，在恶劣气候条件下使用，难以达到刹车的效果，容易造成飞车的情况。同样，中国专利申请号201520091296.2公开了一种垂直轴风机的刹车机构，其不足之处也是刹车装置设置在风轮轮毂的下端连接且套设于垂直轴风机的塔杆外，难以达到刹车的效果，容易造成飞车的情况。同样，中国专利申请号201110036696.x，公开了一种特大型垂直轴风力发电装置的机械传动系统，其刹车装置设置在中心齿轮上，其不足之处仍然是刹车力矩远远小于风轮的转动力矩，因此，在恶劣气候条件下使用，难以达到刹车的效果。因此，发明一种刹车装置，使刹车力矩能够有效的抵消风轮的转动力矩，从而达到制动目的的装置，是十分必要和有优势的。

发明内容

本发明或实用新型旨在针对现有技术的不足，提供了一种能够增大刹车半径，增强刹车

力矩，在恶劣气候条件下能够达到更好刹车效果的垂直轴风力发电机的制动系统。

本发明的具体技术方案是：

一种用于垂直轴风机的制动系统，包括风机叶片或风轮以及设置在叶片或风轮上的转动构件、环形水平轨道、轨道支撑构件及刹车系统，其特征是，所述环形水平轨道固定安装在轨道支撑构件上，所述风轮上设置有风轮转动构件，所述风轮转动构件支撑在环形水平轨道上并可以带动风轮在环形水平轨道上任意转动，所述刹车系统设置在风轮转动构件上或环形水平轨道上或风轮或叶片上与环形水平轨道相对应的位置。

所述风轮，是指安装在垂直轴风力发电机上能够接受风能，并将风能转化为机械能的任意构件，一般包括叶片、支撑翼及风轮轴或发电机主轴，对于φ型风机来说，风轮指叶片及连接在一起的主轴。所述叶片可以是现有公开翼型库中的翼型，或利用现有公开翼型库中的两种翼型的二个不同曲面组成的翼型，或由多个至少满足二阶连续可导函数曲线组成的翼型，或由样条曲线组成的翼型。

优选的，所述环形水平轨道的轴心与风轮是同一个轴心位置。所述环形水平轨道的半径大于风轮主轴的半径。或所述环形水平轨道的半径大于所述中心齿轮的半径。