CN103883474B - 可变容量小型风力发电装置及其方法 - Google Patents
可变容量小型风力发电装置及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103883474B CN103883474B CN201410104095.1A CN201410104095A CN103883474B CN 103883474 B CN103883474 B CN 103883474B CN 201410104095 A CN201410104095 A CN 201410104095A CN 103883474 B CN103883474 B CN 103883474B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- generator
- wind
- centrifugal clutch
- driving lever
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000002153 concerted effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可变容量小型风力发电装置及其方法。它包括前置发电机、圆盘摩擦离合器、离心离合器、后置发电机、主轴、桨叶及其支撑结构。摩擦离合器的前后摩擦盘分别与前置发电机、桨毂固定,离心离合器的甩块和外杯分别与主轴、后置发电机固定,低风速情况下只有摩擦离合器接合,此时前置发电机发电,随着风速增大,桨叶及其支撑结构所受轴向力和离心力增大,导致摩擦离合器分离同时离心离合器结合,后置发电机开始发电。本发明能不依赖伺服***,以较低的成本使风力发电装置在较大的风速范围内自动适应并持续工作,提高风能使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电装置,尤其涉及一种可变容量小型风力发电装置及其方法。
背景技术
小型风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构储能装置和逆变器等构件组成。发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能,风力发电机因风量不稳定,故其输风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构储能装置和逆变器等构件组成。故其输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机所产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。
现有的小型风力发电机结构简单且便于装拆、搬运,保养维护方便,操作简单,并且配有安全限速机构,从而保证了使用的安全性。但是由于缺少相应的调速控制机构,现有的小型风力发电机风速运转范围不够宽,不能充分利用各种大小风速的风能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种可变容量小型风力发电装置及其方法。
可变容量小型风力发电装置包括前端保护壳、前置发电机、前置轴、前摩擦盘、后摩擦盘、桨毂、推力弹簧、离心离合器甩块、离心离合器外杯、后置轴、后置发电机、后端保护壳、主轴、第一桨叶、第一拨杆、第一拉力弹簧、第二桨叶、第二拨杆、第二拉力弹簧、第三桨叶、第三拨杆、第三拉力弹簧;前置发电机通过前置轴与前摩擦盘固定,后置发电机通过后置轴与离心离合器外杯固定,后摩擦盘和桨毂固定并套接在主轴的一端,主轴的另一端与离心离合器甩块固定,推力弹簧两端分别与桨毂和主轴上设有的台阶接触,第一桨叶根部穿过桨毂上的导孔并经第一拉力弹簧与桨毂联接,第一拨杆和第一桨叶固定,并伸入离心离合器甩块的孔中,第二桨叶根部穿过桨毂上的导孔并经第二拉力弹簧与桨毂联接,第二拨杆和第二桨叶固定,并伸入离心离合器甩块的孔中,第三桨叶根部穿过桨毂上的导孔并经第三拉力弹簧与桨毂联接,第三拨杆和第三桨叶固定,并伸入离心离合器甩块的孔中,前端保护壳套接在前置发电机外侧,后端保护壳套接在后置发电机外侧。
可变容量小型风力发电方法是:根据风力大小通过双离合器机构自动切换功率大小不同的后置发电机和前置发电机;在小风力下,桨叶在空气流动方向上的载荷N小,尚不能抵消主轴上的推力弹簧提供的推力Fs,故前摩擦盘和后摩擦盘贴合,将桨毂上的转矩传递到前置发电机,由前置发电机发电,在风力变大时,桨叶在轴向上的阻力载荷增大,推力Fs减去载荷N得到的合力不断减小,直到不能为摩擦离合器提供足够的压力来维持传递转矩所需的摩擦力,使得前摩擦盘与后摩擦盘分离,同时,第一桨叶、第二桨叶、第三桨叶旋转角速度不断增大,与桨叶固定的第一拉力弹簧、第二拉力弹簧、第三拉力弹簧为了提供更大的向心力而伸长一定量L,该伸长量L通过与桨叶根部固定的第一拨杆、第二拨杆、第三拨杆传递给离心离合器甩块,离心离合器甩块在自身离心力和拨杆传递而来的桨叶离心力作用下打开并与离心离合器外杯接合,这样便实现了大风力下,由后置发电机发电。
本发明是为风力发电装置布置不同特性的电机,在不同风力下切换工作。在小风力时,工作在小容量的发电机下,以获得较低的启动风力,并尽量匹配叶片的最佳功率负载线的低转速部分。在大风力时,切换到大容量发电机发电,以提高转速上限,利用更大风力下的风能。同时,由于大容量电机的运转阻力较大,可以延缓叶片转速的提高,改善叶片转速曲线,使得风能得到最大限度的利用。另外模式之间的切换由简单的机械结构完成,不依赖复杂的伺服控制***,保证了发电机的低成本和可靠性。
附图说明
图1为可变容量小型风力发电装置的结构示意图;
图2为本发明的轴系连接部分结构示意图;
图3为本发明的桨叶连接结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示,可变容量小型风力发电装置包括前端保护壳1、前置发电机2、前置轴3、前摩擦盘4、后摩擦盘5、桨毂6、推力弹簧7、离心离合器甩块8、离心离合器外杯9、后置轴10、后置发电机11、后端保护壳12、主轴13、第一桨叶14、第一拨杆15、第一拉力弹簧16、第二桨叶19、第二拨杆18、第二拉力弹簧17、第三桨叶20、第三拨杆21、第三拉力弹簧22;前置发电机2通过前置轴3与前摩擦盘4固定,后置发电机11通过后置轴10与离心离合器外杯9固定,后摩擦盘5和桨毂6固定并套接在主轴13的一端,并能够相对于主轴13进行轴向移动,主轴13的另一端与离心离合器甩块8固定,推力弹簧7两端分别与桨毂6和主轴13上设有的台阶接触,第一桨叶14根部穿过桨毂6上的导孔并经第一拉力弹簧16与桨毂6联接,第一拨杆15和第一桨叶14固定,并伸入离心离合器甩块8的孔中,第二桨叶19根部穿过桨毂6上的导孔并经第二拉力弹簧17与桨毂6联接,第二拨杆18和第二桨叶19固定,并伸入离心离合器甩块8的孔中,第三桨叶20根部穿过桨毂6上的导孔并经第三拉力弹簧22与桨毂6联接,第三拨杆21和第三桨叶20固定,并伸入离心离合器甩块8的孔中,前端保护壳1套接在前置发电机2外侧,后端保护壳12套接在后置发电机11外侧。
可变容量小型风力发电方法是:根据风力大小通过双离合器机构自动切换功率大小不同的后置发电机11和前置发电机2;在小风力下,桨叶在空气流动方向上的载荷N小,尚不能抵消主轴13上的推力弹簧7提供的推力Fs,故前摩擦盘4和后摩擦盘5贴合,将桨毂6上的转矩传递到前置发电机2,由前置发电机2发电,在风力变大时,桨叶在轴向上的阻力载荷增大,推力Fs减去载荷N得到的合力不断减小,直到不能为摩擦离合器提供足够的压力来维持传递转矩所需的摩擦力,使得前摩擦盘4与后摩擦盘5分离,同时,第一桨叶14、第二桨叶19、第三桨叶20旋转角速度不断增大,与桨叶固定的第一拉力弹簧16、第二拉力弹簧17、第三拉力弹簧22为了提供更大的向心力而伸长一定量L,该伸长量L通过与桨叶根部固定的第一拨杆15、第二拨杆18、第三拨杆21传递给离心离合器甩块8,离心离合器甩块8在自身离心力和拨杆传递而来的桨叶离心力作用下打开并与离心离合器外杯9接合,这样便实现了大风力下,由后置发电机11发电。
Claims (2)
1.一种可变容量小型风力发电装置,包括前端保护壳(1)、前置发电机(2)、前置轴(3)、桨毂(6)、后置轴(10)、后置发电机(11)、后端保护壳(12)、主轴(13)、第一桨叶(14)、第二桨叶(19)、第三桨叶(20),前端保护壳(1)套接在前置发电机(2)外侧,后端保护壳(12)套接在后置发电机(11)外侧,其特征在于还包括前摩擦盘(4)、后摩擦盘(5)、推力弹簧(7)、离心离合器甩块(8)、离心离合器外杯(9)、第一拨杆(15)、第一拉力弹簧(16)、第二拨杆(18)、第二拉力弹簧(17)、第三拨杆(21)、第三拉力弹簧(22);前置发电机(2)通过前置轴(3)与前摩擦盘(4)固定,后置发电机(11)通过后置轴(10)与离心离合器外杯(9)固定,后摩擦盘(5)和桨毂(6)固定并套接在主轴(13)的一端,主轴(13)的另一端与离心离合器甩块(8)固定,推力弹簧(7)两端分别与桨毂(6)和主轴(13)上设有的台阶接触,第一桨叶(14)根部穿过桨毂(6)上的导孔并经第一拉力弹簧(16)与桨毂(6)联接,第一拨杆(15)和第一桨叶(14)固定,并伸入离心离合器甩块(8)的孔中,第二桨叶(19)根部穿过桨毂(6)上的导孔并经第二拉力弹簧(17)与桨毂(6)联接,第二拨杆(18)和第二桨叶(19)固定,并伸入离心离合器甩块(8)的孔中,第三桨叶(20)根部穿过桨毂(6)上的导孔并经第三拉力弹簧(22)与桨毂(6)联接,第三拨杆(21)和第三桨叶(20)固定,并伸入离心离合器甩块(8)的孔中。
2.一种实施如权利要求1所述装置的可变容量小型风力发电方法,其特征在于根据风力大小通过双离合器机构自动切换功率大小不同的后置发电机(11)和前置发电机(2);在小风力下,桨叶在空气流动方向上的载荷N小,尚不能抵消主轴(13)上的推力弹簧(7)提供的推力Fs,故前摩擦盘(4)和后摩擦盘(5)贴合,将桨毂(6)上的转矩传递到前置发电机(2),由前置发电机(2)发电,在风力变大时,桨叶在轴向上的阻力载荷增大,推力Fs减去载荷N得到的合力不断减小,直到不能为摩擦离合器提供足够的压力来维持传递转矩所需的摩擦力,使得前摩擦盘(4)与后摩擦盘(5)分离,同时,第一桨叶(14)、第二桨叶(19)、第三桨叶(20)旋转角速度不断增大,与桨叶固定的第一拉力弹簧(16)、第二拉力弹簧(17)、第三拉力弹簧(22)为了提供更大的向心力而伸长一定量L,该伸长量L通过与桨叶根部固定的第一拨杆(15)、第二拨杆(18)、第三拨杆(21)传递给离心离合器甩块(8),离心离合器甩块(8)在自身离心力和拨杆传递而来的桨叶离心力作用下打开并与离心离合器外杯(9)接合,这样便实现了大风力下,由后置发电机(11)发电。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410104095.1A CN103883474B (zh) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | 可变容量小型风力发电装置及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410104095.1A CN103883474B (zh) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | 可变容量小型风力发电装置及其方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103883474A CN103883474A (zh) | 2014-06-25 |
CN103883474B true CN103883474B (zh) | 2016-03-23 |
Family
ID=50952552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410104095.1A Expired - Fee Related CN103883474B (zh) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | 可变容量小型风力发电装置及其方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103883474B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104401481B (zh) * | 2014-10-14 | 2016-08-24 | 西北工业大学 | 一种螺旋桨连接件 |
GB2550349B (en) * | 2016-05-16 | 2019-06-12 | Robert Murcott Benjamin | Wind Turbine |
CN116838537A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-10-03 | 杭州辚萧科技有限公司 | 一种稳流风力发电机 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1404679A1 (ru) * | 1986-09-02 | 1988-06-23 | Zheligovskij Aleksandr V | Ветроагрегат |
DE20022531U1 (de) * | 2000-06-15 | 2002-02-28 | Wenninger, Hermann, 86609 Donauwörth | Leistungs- und Anlaufregelung durch Axialverschiebung der Magnete von Permanentmagnetgeneratoren |
CN2795477Y (zh) * | 2005-04-06 | 2006-07-12 | 新疆金风科技股份有限公司 | 串轴式风力机 |
EP1363019A3 (de) * | 2002-05-18 | 2010-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Mehrstufiger Windgenerator mit Wellen und Kupplungsystem |
CN102312791A (zh) * | 2010-07-09 | 2012-01-11 | 西门子公司 | 风力涡轮机、传动系组件、机舱***和相应方法 |
CN102434400A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-05-02 | 浙江大学 | 风速匹配风力发电机 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004060646A (ja) * | 2002-06-05 | 2004-02-26 | Furukawa Co Ltd | 風車の起動風速低減装置 |
KR20110013654A (ko) * | 2009-08-03 | 2011-02-10 | 원인호 | 양기둥 풍력발전장치 |
-
2014
- 2014-03-20 CN CN201410104095.1A patent/CN103883474B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1404679A1 (ru) * | 1986-09-02 | 1988-06-23 | Zheligovskij Aleksandr V | Ветроагрегат |
DE20022531U1 (de) * | 2000-06-15 | 2002-02-28 | Wenninger, Hermann, 86609 Donauwörth | Leistungs- und Anlaufregelung durch Axialverschiebung der Magnete von Permanentmagnetgeneratoren |
EP1363019A3 (de) * | 2002-05-18 | 2010-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Mehrstufiger Windgenerator mit Wellen und Kupplungsystem |
CN2795477Y (zh) * | 2005-04-06 | 2006-07-12 | 新疆金风科技股份有限公司 | 串轴式风力机 |
CN102312791A (zh) * | 2010-07-09 | 2012-01-11 | 西门子公司 | 风力涡轮机、传动系组件、机舱***和相应方法 |
CN102434400A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-05-02 | 浙江大学 | 风速匹配风力发电机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103883474A (zh) | 2014-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1865198B1 (en) | Emergency pitch drive power supply for a wind turbine | |
EP3276165A1 (en) | Battery-supported braking system for a wind turbine | |
EP2375063A1 (en) | Wind-power generation device and control method for wind-power generation device | |
CN101311527A (zh) | 一种风力发电机变桨距控制*** | |
CN101092941A (zh) | 用于供应和/或吸收无功功率的方法和设备 | |
CN103256181B (zh) | 离心调速折尾偏航式风力发电机 | |
CN103883474B (zh) | 可变容量小型风力发电装置及其方法 | |
CN103423096B (zh) | 带有储能飞轮的风力发电机组 | |
CN101841209B (zh) | 直驱式风力发电机 | |
WO2012032547A2 (en) | Mechanism for blade pitch control for wind turbine | |
CN103511190B (zh) | 双叶轮储能*** | |
EP2706229A1 (en) | Turbine and control system of the over-power of said turbine | |
KR101515157B1 (ko) | 풍력발전기용 증속기 및 풍력 발전 장치 | |
CN103538726A (zh) | 自能电动飞机 | |
CN104500328A (zh) | 两端直驱风力发电机 | |
EP2412973A2 (en) | A slip ring unit for direct drive wind turbines | |
KR101448540B1 (ko) | 풍력발전기의 기동 및 제동 제어장치 | |
CN102121456B (zh) | 一种抗强风小型风力发电机 | |
CN115071435B (zh) | 一种纯电动车储能控制***及控制方法 | |
KR101562384B1 (ko) | 방향타 및 브레이크가 구비되는 풍력발전장치 | |
GB2491488A (en) | Electromechanical driveline with power splitting device | |
KR100970302B1 (ko) | 이중 날개를 이용한 수평축 풍력 발전 장치 | |
CN203362410U (zh) | 带有储能飞轮的风力发电机组 | |
CN203206054U (zh) | 一种使用在水平轴风力发电机上的电磁刹车装置 | |
CN204419449U (zh) | 两端直驱风力发电机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160323 Termination date: 20190320 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |