CN113586351B - 一种新能源风力发电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源风力发电桩，包括空中部件、支撑部件和地面组件，所述空中部件包括有扇叶、机箱、第一转轴和尾翼，所述扇叶安装于第一转轴上，第一转轴通过磁悬浮装置转动连接于机箱内，机箱转动连接于支撑部件上，所述机箱上相对扇叶的一端设有尾翼；所述支撑部件为中空的立柱，立柱内设有第二转轴，第一转轴和第二转轴通过主动锥齿轮和从动锥齿轮进行传动，所述立柱靠近机箱的一端设有箱体，箱体内设有传动装置，传动装置可通过PLC控制器选择需要齿合的齿轮；所述地面组件内设有发电机；本发明可根据风向对扇叶的位置进行调整，同时可实现自主预启动，适于推广应用。

Description

一种新能源风力发电桩
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种新能源风力发电桩。
背景技术
风力是一种清洁的可再生能源，随着全球对环境的重视提高，国际协议缩减矿物类燃料的使用。大力提倡风能、水能、潮汐能、地热能、太阳能等清洁能源；风能的获取通过风力发电机组，现有技术中，用于大功率发电的风电机组一般为水平轴形式，发电机置于风叶后的机头内，风叶被风吹动后，带动发电机发电。
在使用过程中，扇叶转动需要克服最大静摩擦，而额外增加预启动装置会增加能耗和成本，因此，需要开发一种可自主预启动的风力发电桩，同时减小能量传递过程中的能量损耗。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种新能源风力发电桩。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种新能源风力发电桩，包括空中部件、支撑部件和地面组件，其特征在于：所述空中部件包括有扇叶、机箱、第一转轴和尾翼，所述扇叶安装于第一转轴上，第一转轴通过磁悬浮装置转动连接于机箱内，机箱转动连接于支撑部件上，所述机箱上相对扇叶的一端设有尾翼；所述支撑部件为中空的立柱，立柱内设有第二转轴，第一转轴和第二转轴通过主动锥齿轮和从动锥齿轮进行传动，所述立柱靠近机箱的一端设有箱体，箱体内设有传动装置，所述传动装置包括有主动齿、从动齿、正转主动齿、正转从动齿、反转主动齿、中间齿、反转从动齿和可伸缩万向联轴器，所述主动齿安装于机箱的转动部件上，从动齿与主动齿相齿合，从动齿通过可伸缩万向联轴器与正转主动齿相连，正转主动齿通过可伸缩万向联轴器与反转主动齿相连，所述正转主动齿和反转主动齿与伸缩装置相连，可实现在箱体内的水平移动，所述第二转轴上设有与正转主动齿和反转主动齿位置相配合的正转从动齿和反转从动齿，反转从动齿与中间齿相齿合，中间齿设于反转主动齿合反转从动齿之间；所述地面组件内设有发电机，发电机通过第一转轴和第二转轴的动力传动发电；所述机箱上设有旋转角度传感器。
优选地，所述磁悬浮装置包括有外圈镶嵌槽和内圈镶嵌槽，内圈镶嵌槽上设有轴孔，内圈镶嵌槽安装于第一转轴上，外圈镶嵌槽安装于机箱内；内圈镶嵌槽截面的形状为正八边形，外圈镶嵌槽与内圈镶嵌槽相配合；内圈镶嵌槽的三个环形面上设有环形永磁体镶嵌槽A，外圈镶嵌槽上设有与环形永磁体镶嵌槽A相配合的环形永磁体镶嵌槽B，环形永磁体镶嵌槽A和环形永磁体镶嵌槽B内安装有环形永磁体。
优选地，所述正转主动齿和反转主动齿齿轮轴的两端均设有法兰盘，可伸缩万向联轴器与齿轮轴通过法兰盘相连；所述齿轮轴两端的法兰盘上开设有环形限位槽，所述箱体内安装有液压缸，液压缸的活塞杆上连接有U型架，U型架上设有与环形限位槽相配合的限位块。
优选地，所述箱体内还设有PLC控制器，PLC控制器与液压缸和旋转角度传感器相连。
优选地，所述第二转轴通过轴承支撑于中空立柱内。
本发明的有益效果体现在：本发明的机箱上设有尾翼，使得扇叶的位置可根究风向自主调整；本发明还具有自主预启动功能，机箱在转动时通过传动装置可带动第二转轴转动进而实现预启动，本发明的控制***可根据机箱的转动方向控制传动装置内齿轮的齿合，使扇叶的转动方向保持一致；本发明设有的磁悬浮装置使旋转阻力大大降低，扇叶所获的风能大比例转换往发电机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的轴向视图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为图3的A向剖视图。
图5为图4的A处放大图。
图6为本发明的机箱和箱体处的局部剖视图。
图7为图6的A处放大图。
图8为本发明的地面组件处的局部剖视图。
图9为本发明传动装置的轴向视图。
附图中，1、机箱，2、扇叶，3、尾翼，4、第一转轴，5、箱体，6、立柱，7、发电机，8、外圈镶嵌槽，9、内圈镶嵌槽，10、环形永磁体镶嵌槽B，11、环形永磁体镶嵌槽A，12、环形永磁体，13、第二转轴，14、主动齿，15、从动齿，16、可伸缩万向联轴器，17、正转主动齿，18、正转从动齿，19、反转主动齿，20、中间齿，21、反转从动齿，22、液压缸，23、U型架，24、限位块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图对本发明进行详细地描述：本发明的一种新能源风力发电桩，包括空中部件、支撑部件和地面组件，所述空中部件包括有扇叶2、机箱1、第一转轴4和尾翼3，所述扇叶2安装于第一转轴4上，第一转轴4通过磁悬浮装置转动连接于机箱1内，机箱1转动连接于支撑部件上，所述机箱1上相对扇叶2的一端设有尾翼3；所述支撑部件为中空的立柱6，立柱6内设有第二转轴13，第二转轴13通过轴承支撑于立柱6内，第一转轴4和第二转轴13通过主动锥齿轮和从动锥齿轮进行传动，所述立柱6靠近机箱1的一端设有箱体5，箱体5内设有传动装置，所述传动装置包括有主动齿14、从动齿15、正转主动齿17、正转从动齿18、反转主动齿19、中间齿20、反转从动齿21和可伸缩万向联轴器16，所述主动齿14安装于机箱1的转动部件上，从动齿15与主动齿14相齿合，从动齿15通过可伸缩万向联轴器16与正转主动齿17相连，正转主动齿17通过可伸缩万向联轴器16与反转主动齿19相连，所述正转主动齿17和反转主动齿19与伸缩装置相连，可实现在箱体1内的水平移动，所述第二转轴13上设有与正转主动齿17和反转主动齿19位置相配合的正转从动齿18和反转从动齿21，反转从动齿21与中间齿20相齿合，中间齿20设于反转主动齿19合反转从动齿21之间；所述地面组件内设有发电机7，发电机7通过第一转轴4和第二转轴13的动力传动发电；所述机箱1上设有旋转角度传感器。
所述磁悬浮装置包括有外圈镶嵌槽8和内圈镶嵌槽9，内圈镶嵌槽9上设有轴孔，内圈镶嵌槽9安装于第一转轴4上，外圈镶嵌槽8安装于机箱1内；内圈镶嵌槽9截面的形状为正八边形，外圈镶嵌槽8与内圈镶嵌槽9相配合；内圈镶嵌槽9的三个环形面上设有环形永磁体镶嵌槽A11，外圈镶嵌槽8上设有与环形永磁体镶嵌槽A11相配合的环形永磁体镶嵌槽B10，环形永磁体镶嵌槽A11和环形永磁体镶嵌槽B10内安装有环形永磁体12。
所述正转主动齿17和反转主动齿19齿轮轴的两端均设有法兰盘，可伸缩万向联轴器16与齿轮轴通过法兰盘相连；所述齿轮轴两端的法兰盘上开设有环形限位槽，所述箱体5内安装有液压缸22，液压缸22的活塞杆上连接有U型架23，U型架23上设有与环形限位槽相配合的限位块24。
所述箱体5内还设有PLC控制器，PLC控制器与液压缸22和旋转角度传感器相连。
本发明的工作原理为：机箱上的尾翼3可依靠风阻对扇叶2的位置进行调节，在机箱1转动时，旋转角度传感器可检测其转动方向并将数据发送至PLC控制器，PLC控制器可根据机箱的旋转方向选择齿轮进行齿合，使机箱1向任一方向旋转时第二转轴13的转动方向均一致，由此，风力发电桩即可实现自主预启动；本发明的第一转轴4通过磁悬浮装置安装于机箱1内，磁悬浮装置可有效地对第一转轴4进行轴向和径向限位，使得风力传递至发电机7的损耗减少，提高了能量的转化效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种新能源风力发电桩，包括空中部件、支撑部件和地面组件，其特征在于：所述空中部件包括有扇叶（2）、机箱（1）、第一转轴（4）和尾翼（3），所述扇叶（2）安装于第一转轴（4）上，第一转轴（4）通过磁悬浮装置转动连接于机箱（1）内，机箱（1）转动连接于支撑部件上，所述机箱（1）上相对扇叶（2）的一端设有尾翼（3）；所述支撑部件为中空的立柱（6），立柱（6）内设有第二转轴（13），第一转轴（4）和第二转轴（13）通过主动锥齿轮和从动锥齿轮进行传动，所述立柱（6）靠近机箱（1）的一端设有箱体（5），箱体（5）内设有传动装置，所述传动装置包括有主动齿（14）、从动齿（15）、正转主动齿（17）、正转从动齿（18）、反转主动齿（19）、中间齿（20）、反转从动齿（21）和可伸缩万向联轴器（16），所述主动齿（14）安装于机箱（1）的转动部件上，从动齿（15）与主动齿（14）相齿合，从动齿（15）通过可伸缩万向联轴器（16）与正转主动齿（17）相连，正转主动齿（17）通过可伸缩万向联轴器（16）与反转主动齿（19）相连，所述正转主动齿（17）和反转主动齿（19）与伸缩装置相连，可实现在箱体（5 ）内的水平移动，所述第二转轴（13）上设有与正转主动齿（17）和反转主动齿（19）位置相配合的正转从动齿（18）和反转从动齿（21），反转从动齿（21）与中间齿（20）相齿合，中间齿（20）设于反转主动齿（19）合反转从动齿（21）之间；所述地面组件内设有发电机（7），发电机（7）通过第一转轴（4）和第二转轴（13）的动力传动发电；所述机箱（1）上设有旋转角度传感器。
2.如权利要求1所述的新能源风力发电桩，其特征在于：所述磁悬浮装置包括有外圈镶嵌槽（8）和内圈镶嵌槽（9），内圈镶嵌槽（9）上设有轴孔，内圈镶嵌槽（9）安装于第一转轴（4）上，外圈镶嵌槽（8）安装于机箱（1）内；内圈镶嵌槽（9）截面的形状为正八边形，外圈镶嵌槽（8）与内圈镶嵌槽（9）相配合；内圈镶嵌槽（9）的三个环形面上设有环形永磁体镶嵌槽A（11），外圈镶嵌槽（8）上设有与环形永磁体镶嵌槽A（11）相配合的环形永磁体镶嵌槽B（10），环形永磁体镶嵌槽A（11）和环形永磁体镶嵌槽B（10）内安装有环形永磁体（12）。
3.如权利要求1所述的新能源风力发电桩，其特征在于：所述正转主动齿（17）和反转主动齿（19）齿轮轴的两端均设有法兰盘，可伸缩万向联轴器（16）与齿轮轴通过法兰盘相连；所述齿轮轴两端的法兰盘上开设有环形限位槽，所述箱体（5）内安装有液压缸（22），液压缸（22）的活塞杆上连接有U型架（23），U型架（23）上设有与环形限位槽相配合的限位块（24）。
4.如权利要求1所述的新能源风力发电桩，其特征在于：所述箱体（5）内还设有PLC控制器，PLC控制器与液压缸（22）和旋转角度传感器相连。
5.如权利要求1所述的新能源风力发电桩，其特征在于：所述第二转轴（13）通过轴承支撑于立柱（6）内。
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