CN104088755B - 垂直轴风力发电机卸荷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垂直轴风力发电机卸荷装置，包括盘式发电机，所述盘式发电机安装在风力发电机的上。本发明的垂直轴风力发电机卸荷装置，利用大电流发电机产生的高扭矩加于叶片轴来实现对风力发电机的大风降速的目的，取代卸荷电阻柜；本发明采用盘式结构，占空面积小、方便安装，且加工成本低，性能稳定；本发明无需在风力发电机上增加负载，不影响风力发电机的性能和寿命，同时又把风能产生的多余的能量转化为电量加以利用，实现了一机多元化，提高了风能利用率。

Description

垂直轴风力发电机卸荷装置
技术领域
本发明涉及一种风力发电机的卸荷装置，尤其是垂直风力发电机的卸荷装置。
背景技术
随着新能源的普及，风力发电机不再是新名词，已被广大人群接受，风力发电机的生产技术在这几年也日新月异得到快速的发展。风力发电机的发电效率和风能的利用率已成为风电行业降低产品成本、提高产品性能的关键指标。
风力发电机一般的工作风速范围在3-30m/s风速之间，30m/s为刹车状态。3-15m/s为风机的启动额定风速，在此风速范围内，风机进行正常发电工作；13-30m/s为风机的限速工作风速，在此风速范围内，风机工作在卸荷降速状态下。厂家通常采用的卸荷降速方式为：由控制单元在检测到风速大于额定风速后输出一组控制信号，启动卸荷电阻与电机绕组并联，通过加大风力发电机的输出负载来达到降速的目的。
卸荷降速的方式有很多弊端，如：
（1）卸荷降速起到降速的目的，但是加大风力发电机的输出负载会使绕组电流增大，远大于额定发电电流，发电机温升很快，发电机的寿命会受到很大影响。
（2）在卸荷降速的方式下，风力发电机发出超过额定功率的电量会分流到卸荷电阻上，通过把电能转换为热能的方式卸掉，造成资源浪费。
（3）卸荷电阻有很多组成一个卸荷柜，体积与发电机的功率成正比，一般工作在室内或有防雷雨措施的环境下，卸荷柜的存在无疑增加了占空比。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种全新的垂直轴风力发电机卸荷装置。为解决上述技术问题，本发明垂直轴风力发电机卸荷装置，包括盘式发电机，所述盘式发电机安装在风力发电机的上。
优选的是：所述盘式发电机内设置有电机绕组，电机绕组上安装有空心转子，空心转子的毂盘上镶嵌磁钢，磁钢面向电机绕组距离2mm，空心转子内套装有风力发电机主轴，空心转子和风力发电机主轴穿出盘式发电机机壳，风力发电机主轴顶端安装叶片轮毂，在叶片轮毂下端面安装磁力线圈底座，磁力线圈底座上安装有磁力线圈，磁力线圈的下方设置有滑动卡轮，磁力线圈包覆在滑动卡轮上端，滑动卡轮下端的齿距离空心转子上端的空心转子齿槽5mm。
本发明的垂直轴风力发电机卸荷装置，利用大电流发电机产生的高扭矩加于叶片轴来实现对风力发电机的大风降速的目的，取代卸荷电阻柜。本发明采用盘式结构，占空面积小、方便安装，且加工成本低，性能稳定。本发明无需在风力发电机上增加负载，不影响风力发电机的性能和寿命，同时又把风能产生的多余的能量转化为电量加以利用，实现了一机多元化，提高了风能利用率。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的结构、特征及其它目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
实施例：
如图1所示：本发明的垂直轴风力发电机卸荷装置，包括盘式发电机2，所述盘式发电机2安装在风力发电机1的上，盘式发电机2内安装有电机绕组3，电机绕组3上安装有空心转子8，空心转子8的毂盘上镶嵌磁钢7，磁钢7面向电机绕组3距离2mm，空心转子8内套装有风力发电机主轴10，空心转子8和风力发电机主轴10穿出盘式发电机机壳2，风力发电机主轴10顶端安装叶片轮毂11，在叶片轮毂11下端面安装磁力线圈底座6，磁力线圈底座6安装有磁力线圈5，磁力线圈5的下方设置有滑动卡轮4，磁力线圈5包覆在滑动卡轮4上端，滑动卡轮4下端的齿距离空心转子8上端的空心转子齿槽95mm。
工作原理：在风速大于额定(13-30m/s)时，由控制单元输出一组信号给到磁力线圈5，磁力线圈5工作，控制滑动卡轮4动作，使滑动卡轮4上端的齿卡在盘式发电机空心转子上端的空心转子齿槽9内，拖动盘式发电机2旋转，盘式发电机2输出三相交流电到控制器单元，由控制器把三相交流电整流，转换成直流电输入到蓄电池或并网逆变器。
盘式发电机输出的扭矩作用在风力发电机的风轮轴上，风速越大，盘式发电机转速越快，输出的扭矩越大，风力发电机的风轮轴受盘式发电机阻扭矩的影响，转速降低，转速降低到额定转速时，控制单元输出的信号关断，磁力线圈5停止工作，滑动卡轮4与空心转子上端的空心转子齿槽9脱离，盘式发电机由于失去拖动动力而停止工作，风力发电机风轮轴上的阻扭矩消失，风力发电机正常工作。

Claims (1)

1.一种垂直轴风力发电机卸荷装置，包括盘式发电机(2)，其特征在于：所述盘式发电机(2)安装在风力发电机(1)的上方，所述盘式发电机(2)内设置有电机绕组(3)，电机绕组(3)上安装有空心转子(8)，空心转子(8)的毂盘上镶嵌磁钢(7)，磁钢(7)面向电机绕组(3)距离2mm，空心转子(8)内套装有风力发电机主轴(10)，风力发电机主轴(10)和空心转子(8)的一端分别穿出盘式发电机(2)，风力发电机主轴(10)顶端安装叶片轮毂(11)，在叶片轮毂(11)下端面安装磁力线圈底座(6)，磁力线圈底座(6)上安装有磁力线圈(5)，磁力线圈(5)的下方设置有滑动卡轮(4)，磁力线圈(5)包覆在滑动卡轮(4)上端，滑动卡轮(4)下端的齿距离空心转子(8)上端的空心转子齿槽(9)5mm。
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