高低风速兼容的风力发电机组.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103016272 A(43)申请公布日 2013.04.03CN103016272A*CN103016272A*(21)申请号 201210593121.2(22)申请日 2012.12.20F03D 9/00(2006.01)F03D 1/02(2006.01)F03D 1/06(2006.01)(71)申请人朱秀刚地址 324400 浙江省衢州市龙游县健康路13-2号(72)发明人朱秀刚(54) 发明名称高低风速兼容的风力发电机组(57) 摘要本发明的高低风速兼容的风力发电机组由高速风力发电机组(3)、低风速多叶式风轮(1)和传动轴齿(7)组成。其特征是：一台高

2、低风速兼容的风力发电机组上同时安装有高速风轮(2)和低风速多叶式风轮(1)，使机组同时具有高风速发电和低风速发电二种功能。在高速风力机(3)主轴(4)的适当位置安装低风速多叶式风轮(1)，低风速时低风速多叶式风轮(1)旋转力为高速风力发电机组(3)增速，使高速风力发电机(3)保持正常运转、高产发电。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书2页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 3 页1/1页21.本发明的高低风速兼容的风力发电机组由高速风力发电机组(3)、低风速多叶式风轮(1)和传动轴齿(7)组成。其特征是：一台高低风

3、速兼容的风力发电机组上同时安装有高速风轮(2)和低风速多叶式风轮(1)，使机组同时具有高风速发电和低风速发电二种功能。在高速风力机(3)主轴(4)的适当位置安装低风速多叶式风轮(1)，低风速时低风速多叶式风轮(1)旋转力为高速风力发电机组(3)增速，使高速风力发电机(3)保持正常运转、高产发电。2.根据权利要求书1所述的在高速风力机(3)主轴(4)的适当位置安装低风速多叶式风轮(1)，其特征是，根据不同机型的高速风力发电机组(3)的结构不同确定多叶式风轮(1)安装位置，风轮(1)可迎风式安装在高速风力机(3)风轮(2)前或后的主轴(4)上，也可顺风式安装在高速风力机(3)的机身尾部(5)。3.

4、根据权利要求书1所述的低风速多叶式风轮(1)，其特征是：风轮直径大小根据年平均风速不同、风力机功率不同、旋转扭力要求不同选择匹配；叶片数取12-24片，优选18片；可以在高速风轮(2)前或后或机身尾部(5)等三个部位，选择安装1只或选择安装2只，共同作用增加高速风力机(3)主轴(4)同方向旋转力。4.根据权利要求书1所述的传动轴齿(7)，其特征是，当低风速多叶式风轮(1)顺风式安装在高速风力机(3)的机身尾部(5)，多叶式风轮轴(6)伸入机身主轴(4)位置，轴上传动齿轮和高速风力机(3)主轴(4)齿轮齿合，多叶式风轮(1)旋转力传动高速风力机(3)主轴(4)旋转。权 利 要 求 书CN 103

5、016272 A1/2页3高低风速兼容的风力发电机组0001 本发明涉及一种风力发电机组，具体说涉及在高速风力机转轴上配装低风速多叶式风轮的风力发电机组。0002 公知，低风速风力发电是世界难题，目前高风速风力发电和低风速风力发电在各自独立的机型上运营，无法在同一机组上同时运营。我国和丹麦共同研发生产的2兆瓦低风速风能发电机组采用“异步发电机+全功率变流”技术路线，具备低电压穿越能力，适合海上型风机的性能，但对风速要求依然很高，投资大，成本高。0003 本人已公布的“高速风力发电机组的多叶式风轮增速装置” (专利号：201210216524.5)利用多叶式风轮在低风速运行时有较高风能利用系数和

6、较大的转矩特点，传动高速风力发电机增速，实现低风速条件下也能多发电，但只是为了解决现有已运行风力发电机组在不改变结构的情况下装配，以便增加投资效益，而且有传动总成机械损耗和传动效能不够充分大的不足。0004 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高风速发电和低风速发电于一身的、成本低廉的、结构简单的、能使高速风力发电机组在低风速条件下高产发电的高低风速兼容的风力发电机组。0005 为实现上述目的，本发明的高低风速兼容的风力发电机组由高速风力发电机组、低风速多叶式风轮和传动轴齿组成。其特征是：一台高低风速兼容的风力发电机组上同时安装有高速风轮和低风速多叶式风轮，使机组同时具有高风速发电和低风

7、速发电二种功能。在高速风力机主轴的适当位置安装低风速多叶式风轮，低风速时低风速多叶式风轮旋转力为高速风力发电机组增速，使高速风力发电机保持正常运转、高产发电。0006 所述的在高速风力机主轴的适当位置安装低风速多叶式风轮，其特征是，根据不同机型的高速风力发电机组的结构不同确定多叶式风轮安装位置，风轮可迎风式安装在高速风力机风轮前或后的主轴上，也可顺风式安装在高速风力机的机身尾部。0007 所述的低风速多叶式风轮，其特征是：风轮直径大小根据年平均风速不同、风力机功率不同、旋转扭力要求不同选择匹配；叶片数取12-24片，优选18片；可以在高速风轮前或后或机身尾部等三个部位，选择安装1只或选择安装2

8、只，共同作用增加高速风力机主轴同方向旋转力。0008 所述的传动轴齿，其特征是，当低风速多叶式风轮顺风式安装在高速风力机的机身尾部，多叶式风轮轴伸入机身主轴位置，轴上传动齿轮和高速风力机主轴齿轮齿合，多叶式风轮旋转力传动高速风力机主轴旋转。0009 本发明的有益效果是：一台高低风速兼容的风力发电机组同时具有高速风力发电和低速风力发电的功能，可使小功率风力机实现高产发电。在低风速条件下，可使高速风力机增速运营多发电，增加发电时间，扩大风能利用区域范围，充分利用低风速风力资源，同时稳定并网电压、电流，具备低(零)电压穿越能力，具有投资少、结构简单、增加发电量、提高经济效益、降低发电成本的效果。00

9、10 实施例1：0011 以600KW级风力发电机为例，原来风场需年平均风速大于6m/s，等效年利用小时说 明 书CN 103016272 A2/2页4数2000-2600小时，上网电价0.80-1元/qw.h。0012 取现有技术成熟的600KW低速齿轮箱半直驱机组一台，在高速风力机的风轮前的主轴上安装1只美国芝加哥720型风车风轮(风轮直径3.6m、18片叶片、工作风速2m/s-20.8m/s)，迎风式和高速风力机的风轮同步同向旋转发电。0013 实施例2：0014 取现有技术成熟的1.5MW同步发电机无齿轮箱直驱机组一台，在高速风力机的风轮前的主轴上安装1只美国芝加哥720型风车风轮(风

10、轮直径6m、18片叶片、工作风速2m/s-20.8m/s)，同时在机身尾部安装1只风轮毂，风轮毂上再安装1只同样规格的低风速多叶式风轮，风轮轴伸入至高速风力机主轴位置，由轮轴齿轮和高速风力机主轴上安装的齿轮齿合，形成机组前端1只多叶式风轮、机身尾部1只多叶式风轮、高速风力机的原有1只风轮共3只风轮同时受风旋转高产发电。0015 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：0016 图1是本发明的低风速多叶式风轮安装在高速风轮前端的主轴上示意图。0017 图2是本发明的2只低风速多叶式风轮分别安装在高速风轮前端的主轴上和机组尾部的示意图。0018 图3是本发明的低风速多叶式风轮的示意图。

11、0019 图1所示：本发明的高低风速兼容的风力发电机组由高速风力发电机组(3)、低风速多叶式风轮(1)组成。其特征是：在高速风力机(3)高速风轮(2)前端的主轴(4)位置安装1只低风速多叶式风轮(1)，低风速时低风速多叶式风轮(1)旋转力为高速风力发电机组(3)增速，使高速风力发电机(3)保持正常运转、高产发电。0020 图2所示：本发明的高低风速兼容的风力发电机组由高速风力发电机组(3)、低风速多叶式风轮(1)和传动轴齿(7)组成。其特征是：2只低风速多叶式风轮(1)分别安装在高速风轮(2)前端的主轴(4)上和机组尾部(5)，机组尾部(5)的多叶式风轮轴(6)伸入机身主轴(4)位置，轴上传动轴齿(7)和高速风力机(3)主轴齿轮齿合，前后2只多叶式风轮(1)旋转力传动高速风力机(3)主轴(4)旋转。说 明 书CN 103016272 A1/3页5图1说 明 书 附 图CN 103016272 A2/3页6图2说 明 书 附 图CN 103016272 A3/3页7图3说 明 书 附 图CN 103016272 A