一種用空氣動力再生風力發電的兆瓦(mw)級風輪動力機的製作方法

2023-05-30 09:14:51 2

專利名稱：一種用空氣動力再生風力發電的兆瓦(mw)級風輪動力機的製作方法
技術領域：
本發明屬於能源技術領域，涉及一種風力發電設備，具體涉及一種用空 氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風輪動力機。
背景技術：
隨著國民經濟的迅猛發展，能源短缺己經成為一個日趨嚴重的問題，風 能開發、發展風力發電是目前能源工程一項值得倍加關注的研究課題，而目 前風力發電系統離不開風葉帶動發電機轉子運轉發電，由於結構上的問題， 在風力較小的情況時，由於風葉捕風能力受限轉動力矩小，加上設備運轉消 耗和摩擦阻力，使得發電效果極差，風力發電開發應用受到嚴重影響，因此 目前風力發電項目相對只適合於在高風速地區投入進行，對於少風和無風地 區，採用風力發電就成為一種幻想或奢望。

發明內容
本發明的目的是提供一種用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風 輪動力機，採用高壓風機作為動力源，在動力輸出主軸上設置安裝了主動力 再生風力系統和恆速動力再生風力系統，用它產生的再生風力驅動發電機風 輪運轉，使其帶動發電機轉子運轉發電，並在發電機風輪上設置安裝的磁懸 浮驅動系統使再生風力得到有效地遞增，設備運轉消耗和摩擦阻力陡降，其 變頻調速系統確保了風力發電設備運轉穩定，解決了少風和無風地區採用風 力發電存在的風能問題。本發明所採用的技術方案是， 一種用空氣動力再生風力發電的兆瓦(M W)級風輪動力機，包括風輪動力機筒殼，在筒殼中，裝有一套由設置安裝 在動力輸出主軸上的主動力再生風力系統、恆速動力再生風力系統、磁懸浮 驅動器和變頻調速系統共同組成風輪動力機，風輪動力機的動力輸出主軸與 發電機轉子連接。
本發明所述的用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風輪動力機， 其特徵還在於，
所述的主動力再生風力系統是由兩組以上的由多個高壓風機通過風道 與風輪連接組成的多級再生風力裝置。
所述的恆速動力再生風力系統是由單個高壓風機通過風道與風輪連接 生成的單級再生風力裝置
所述的多級再生風力裝置的高壓風機各輸出埠與風輪連接的風道成 等角度切線設置。
所述的單級再生風力裝置的高壓風機輸出埠與風輪連接的風道成切 線設置。
所述的磁懸浮驅動器由上下兩組、內外層磁懸浮驅動輪盤組成，內外層 磁懸浮驅動輪盤之間的平面上均勻設置一層正負極交錯並相間排列的稀土 永磁磁鐵，所述的磁懸浮驅動器內層磁懸浮驅動輪盤分別裝在風輪軸套兩 端，與風輪固定連接，兩外側的磁懸浮驅動輪盤套裝在動力輸出主軸上並通 過傳動鍵驅動動力輸出主軸轉動。
所述的兩層磁懸浮驅動輪盤平面上均勻設置一層稀土永磁磁鐵不少於 兩圈以上。
所述的變頻調速系統與主動力再生風力系統、恆速動力再生風力系統的高壓風機電路連接，通過變頻調正高壓風機轉速。
所述的變頻調速系統還與磁懸浮驅動器設有的速度傳感器連接。 所述的筒殼上設有高壓風機與風道固定連接的安裝接口，高壓風機的安 裝部位還設有網狀通風孔。
本發明提供的一種用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風輪動力 機，採用高壓風機作為源動力，在動力輸出主軸上設置安裝了主動力再生風 力系統和恆速動力再生風力系統，用它產生的再生風力驅動風輪運轉，使其 帶動發電機轉子運轉發電，由於在發電機風輪上還設置安裝磁懸浮驅動系 統，磁懸浮驅動器內外層磁懸浮驅動輪盤之間平面上均勻設置的稀土永磁磁 鐵由於正負極交錯並相間排列因而產生排斥，將兩內層磁懸浮驅動輪盤之間 固定的快速轉動的風輪和各再生風力驅動裝置處於磁懸浮狀態，由於內層磁 懸浮驅動輪盤的旋轉，磁懸浮驅動器外層磁懸浮驅動輪盤在磁鐵相互間產生 的磁切割力和磁偶合力矩的作用下使輸出軸的轉動力矩也得到了激增，轉速 也大大提高，提高設備運轉消耗和摩擦阻力陡降，由於它們的轉動力矩的合 力產生了激變，形成高轉速和大轉動力矩，可以使動力輸出主軸產生出可達 兆瓦(MW)級大功率發電機使用的動力源，提供給發電機發電使用。其變 頻調速系統確保了風力發電設備運轉穩定，解決了少風和無風地區採用風力 發電存在的風能問題。


圖1是用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風輪動力機結構示意
圖2是用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風輪動力機結構示意
圖；圖3a和圖3b是本發明多級再生風力裝置結構示意圖4a和圖4b是本發明單級再生風力裝置結構示意圖 圖5是本發明磁懸浮驅動器機構示意圖。
圖中，l.筒殼，2.動力輸出軸，3.主動力再生風力系統，4.恆動力再生風 力系統，5.磁懸浮驅動器，6.風機，7.風道，8.風輪，9.磁懸浮驅動輪盤，10. 稀土永磁磁鐵，ll.傳動鍵，12.鍵槽，13.軸套，14.軸向定位盤，15.通風孔， 16.支腳。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。 一種用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風輪動力機，如圖1和 2所示，包括風輪動力機筒殼l，在筒殼1中，裝有一套由設置安裝在動力 輸出主軸2上的主動力再生風力系統3、恆速動力再生風力系統4、磁懸浮 驅動器5和變頻調速系統共同組成風輪動力機，風輪動力機的動力輸出主軸 2與發電機轉子連接；如圖3a和圖3b所示，主動力再生風力系統3是由兩 組以上的由多個高壓風機6通過風道7與風輪8連接組成的多級再生風力裝 置。如圖4a和圖4b所示，恆速動力再生風力系統4是由單個高壓風機6通 過風道7與風輪8連接生成的單級再生風力裝置，單級再生風力裝置的高壓 風機6輸出埠與風輪8連接的風道7成切線設置，由於這些高壓風機6輸 出埠與風輪8連接的風道7都是成切線設置。當高壓風機6通電運轉後產 生的強風通過風道7吹向風輪8的葉片，葉片受風力推動形成的轉動力矩使 風輪8旋轉起來。
如圖5所示，本發明的磁懸浮驅動器5由上下兩組、內外層磁懸浮驅動 輪盤9組成，內外層磁懸浮驅動輪盤9之間的平面上均勻設置一層正負極交錯並相間排列的稀土永磁磁鐵10，磁懸浮驅動器5內層磁懸浮驅動輪盤9
分別裝在風輪8軸套兩端，與風輪8固定連接，兩外側的磁懸浮驅動輪盤9
套裝在動力輸出主軸2上並通過傳動鍵11驅動動力輸出主軸2轉動；為了
保證磁懸浮驅動器5具有足夠的磁懸力，所述的兩層磁懸浮驅動輪盤9平面 上均勻設置一層稀土永磁磁鐵IO不少於兩圈以上。
在風輪8的兩端裝有磁懸浮驅動器5，由於磁懸浮原理，磁懸浮驅動器 5內外層磁懸浮驅動輪盤9之間平面上均勻設置的稀土永磁磁鐵11，由於正 負極交錯並相間排列因而產生排斥，將兩內層磁懸浮驅動輪盤9之間的快速 轉動風輪8和與其固定連接的各再生風力驅動裝置處於磁懸浮狀態，使再生 風力驅動裝置消除了重力。由於內層磁懸浮驅動輪盤9的旋轉，磁懸浮驅動 器5外層磁懸浮驅動輪盤9在磁鐵相互間產生的磁切割力和磁偶合力矩的作 用下使動力輸出軸2的轉動力矩也得到了激增，轉速也大大提高，套裝在動 力輸出主軸2上的兩外側磁懸浮驅動輪盤9通過傳動鍵11帶動動力輸出主 軸2轉動，並通過下面連接的限速連接器驅動第四節安裝的發電機2運轉。
由於在動力輸出主軸2分別設置安裝有多組安裝了磁懸浮驅動器5主動 力再生風力系統3和恆速動力再生風力系統4，因此它們的轉動力矩的合力 產生了激變，形成高轉速和大轉動力矩，可以使動力輸出主軸2產生出大功 率發電機使用的動力源，提供給發電機發電使用。
本發明設有的變頻調速系統與主動力再生風力系統3、恆速動力再生風 力系統4的高壓風機6電路連接，通過變頻調正高壓風機6轉速。變頻調速 系統還與磁懸浮驅動器5設有的速度傳感器連接。由於多組主動力再生風力 系統3和恆速動力再生風力系統4在運轉起來後風輪8的轉速總會有差異， 主動力再生風力系統3是由兩組以上的由多個高壓風機6通過風道7與風輪8連接組成的多級再生風力裝置，儘管多級再生風力裝置的各輸出埠與風
輪8連接的風道7成等角度切線設置，但是並不能確保各風道7高壓風機6 吹入的強風產生的轉動力矩都經過軸心，因此就會使動力輸出主軸2產生振 動，穩定性不好，所以在主動力再生風力系統3上端和下端還設置了由單級 再生風力裝置組成的恆速動力再生風力系統4，起到了穩定作用。變頻調速 系統還與每個磁懸浮驅動器5設有的速度傳感器連接，當每組磁懸浮驅動器 5兩端外層的磁懸浮驅動輪盤9轉速出現差異時，通過變頻調速系統提高或 降低相關高壓風機6的電流，調整轉速保持恆定。
在用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風輪動力機的筒殼上設有 高壓風機6與風道7固定連接的安裝接口，方便了安裝和高壓風機6的維護 保養，安高壓風機6的裝部位還設有網狀通風孔可使各再生風力系統3由風 輪8排出氣流通暢，阻力減弱。
上述實施方式只是本發明的一個實例，不是用來限制本發明的實施與權 利範圍，凡依據本發明申請專利保護範圍所述的內容做出的等效變化和修 飾，均應包括在本發明申請專利範圍內。
權利要求
1、一種用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風輪動力機，包括風輪動力機筒殼(1)，其特徵在於，在筒殼(1)中，裝有一套由設置安裝在動力輸出主軸(2)上的主動力再生風力系統(3)、恆速動力再生風力系統(4)、磁懸浮驅動器(5)和變頻調速系統共同組成風輪動力機，風輪動力機的動力輸出主軸(2)與發電機轉子連接。
2 、根據權利要求1所述的用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級 風輪動力機，其特徵在於，所述的主動力再生風力系統(3)是由兩組以上 的由多個高壓風機(6)通過風道(7)與風輪(8)連接組成的多級再生風 力裝置。
3、根據權利要求1所述的用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級 風輪動力機，其特徵在於，所述的恆速動力再生風力系統(4)是由單個高 壓風機(6)通過風道(7)與風輪(8)連接生成的單級再生風力裝置。
4 、根據權利要求1和2所述的用空氣動力再生風力發電的兆瓦(M W ) 級風輪動力機，其特徵在於，所述的多級再生風力裝置的高壓風機(6)各 輸出埠與風輪(8 )連接的風道(7)成等角度切線設置。
5 、根據權利要求1和3所述的用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW) 級風輪動力機，其特徵在於，所述的單級再生風力裝置的高壓風機輸出埠 與風輪(8 )連接的風道(7)成切線設置。
6、根據權利要求1所述的利用自然風暨可再生風驅動的風力發電機， 其特徵在於，所述的磁懸浮驅動器(5)由上下兩組、內外層磁懸浮驅動輪 盤(9)組成，內外層磁懸浮驅動輪盤(9)之間的平面上均勻設置一層正負極交錯並相間排列的稀土永磁磁鐵(10)，所述的磁懸浮驅動器(5)內層磁懸浮驅動輪盤(9)分別裝在風輪(8)軸套兩端，與風輪(8)固定連接， 兩外側的磁懸浮驅動輪盤(9)套裝在動力輸出主軸(2)上並通過傳動鍵(11) 驅動動力輸出主軸(2)轉動。
7、 根據權利要求1和6所述的用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW) 級風輪動力機，其特徵在於，所述的兩層磁懸浮驅動輪盤(9)平面上均勻 設置一層稀土永磁磁鐵(10)不少於兩圈以上。
8、 根據權利要求1所述的用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級 風輪動力機，其特徵在於，所述的變頻調速系統與主動力再生風力系統(3)、 恆速動力再生風力系統(4)的高壓風機(6)電路連接，通過變頻調正高壓 風機(6)轉速。
9、 根據權利要求1和6所述的用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW) 級風輪動力機，其特徵在於，所述的變頻調速系統還與磁懸浮驅動器(5) 設有的速度傳感器連接。
10、 根據權利要求l所述的用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級 風輪動力機，其特徵在於，所述的筒殼上設有高壓風機(6)與風道(7)固 定連接的安裝接口，高壓風機(6)的安裝部位還設有網狀通風孔。
全文摘要
本發明提供的一種用空氣動力再生風力發電的兆瓦(MW)級風輪動力機，採用高壓風機作為源動力，在動力輸出主軸上設置安裝了主動力再生風力系統和恆速動力再生風力系統，用它產生的再生風力驅動風輪運轉使其帶動發電機轉子運轉發電，由於在發電機風輪上設置安裝的磁懸浮驅動系統，轉動的磁懸浮驅器兩層輪盤上磁鐵相互間產生的磁切割力和磁偶合力矩的作用使輸出軸轉動力矩的合力產生了激變，形成高轉速和大轉動力矩，使動力輸出主軸產生出大功率發電機使用的動力源，提供給發電機發電使用，通過變頻調正電流來實現調整高壓風機轉速及風力的大小，均衡各系統的轉動力矩和轉速的一致性，保持發電機穩定運行，少風和無風地區風力發電的問題得到了解決。
文檔編號F03D9/00GK101614191SQ20091014779
公開日2009年12月30日 申請日期2009年6月22日 優先權日2009年6月22日
發明者許純權 申請人:東莞市金鑫智能機械設備有限公司