升阻结合型垂直轴风力发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104564530A(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201510016627.0(22)申请日2015.01.13(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人胡胜海芦晨军郭春阳孙军超祁松谢婷婷万济民张红田飞鸿李渊明(51)Int.Cl.F03D9/00(2006.01)F03D3/06(2006.01)F03D7/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称升阻结合型垂直轴风力发电机(57)摘要本发明提供的是一种升阻结合型垂直轴风力发电机。包括风轮、塔杆和发电机，风轮由轮毂、横臂、桨叶构成，轮毂安装在塔杆上，轮毂的下端通过传动机构将转动力矩传递给发电机，轮毂上端安装伺服电机，上横臂端部安装双向丝杠，双向丝杠上带有左旋螺母与右旋螺母，左旋螺母和右旋螺母下端分别与左半桨叶和右半桨叶上端铰接，左半桨叶和右半桨叶下端与下横臂端部铰接，双向丝杠带有丝杠传动锥齿轮，上横臂上带有横臂传动锥齿轮，伺服电机与横臂传动锥齿轮之间设置传动机构。本发明通过改变桨叶开合形态使风力发电机同时具有升力型和阻力型风机的特点，并且可以通过主动控制避免了升力型和阻力型风机二者的缺点。适用于任何风况下风力发电场地。CN104564530ACN104564530A权利要求书1/1页1.一种升阻结合型垂直轴风力发电机，包括风轮、塔杆和发电机，风轮由轮毂、安装在轮毂上下两端的横臂、安装在横臂端部的桨叶构成，轮毂安装在塔杆上，轮毂的下端通过第一传动机构将转动力矩传递给发电机，其特征是：所述桨叶包括通过桨叶中轴铰接的左半桨叶和右半桨叶，轮毂上端安装随轮毂转动的伺服电机，上横臂端部安装双向丝杠，双向丝杠上带有左旋螺母与右旋螺母，左旋螺母和右旋螺母下端分别与左半桨叶和右半桨叶上端铰接，左半桨叶和右半桨叶下端与下横臂端部铰接，双向丝杠的一端带有丝杠传动锥齿轮，上横臂上带有与丝杠传动锥齿轮啮合的横臂传动锥齿轮，伺服电机与横臂传动锥齿轮之间设置第二传动机构。2.根据权利要求1所述的升阻结合型垂直轴风力发电机，其特征是：轮毂上端安装伺服电机安装座，伺服电机安装在伺服电机安装座上，导电滑环和伺服电机控制器设于轮毂内部，电源线和控制信号线接伺服电机。3.根据权利要求1或2所述的升阻结合型垂直轴风力发电机，其特征是：所述第一传动机构包括安装在轮毂下端的轮毂传动带轮、安装在发电机轴上的发电机传动带轮、连接于轮毂传动带轮与发电机传动带轮之间的发电机传动V带。4.根据权利要求2所述的升阻结合型垂直轴风力发电机，其特征是所述第二传动机构为：伺服电机轴端安装的齿轮与伺服电机传动齿轮啮合、伺服电机传动齿轮安装在伺服电机安装座上并且与一小带轮同轴相连，横臂上装有与横臂传动锥齿轮同轴相连的横臂传动带轮，小带轮与横臂传动带轮之间连接横臂传动带。5.根据权利要求3所述的升阻结合型垂直轴风力发电机，其特征是所述第二传动机构为：伺服电机轴端安装的齿轮与伺服电机传动齿轮啮合、伺服电机传动齿轮安装在伺服电机安装座上并且与一小带轮同轴相连，横臂上装有与横臂传动锥齿轮同轴相连的横臂传动带轮，小带轮与横臂传动带轮之间连接横臂传动带。2CN104564530A说明书1/3页升阻结合型垂直轴风力发电机技术领域[0001]本发明涉及的是一种垂直轴风力发电机，特别是一种升阻结合型垂直轴风力发电机。背景技术[0002]目前的风力发电机主要分为水平轴和垂直轴两种类型。水平轴风力发电机出现较早，技术成熟，得到了广泛应用。但较大型水平轴风力发电机技术要求高，制造、运输、安装和维护难度大等形成高成本。垂直轴风力发电机具有结构简单、稳定性好、维护方便、适用范围光、成本低等特点，分为阻力型和升力型。阻力型风力发电机主要是利用气流通过叶片产生的阻力作为驱动力，启动力矩大，叶尖速比低，风能利用率低。升力型风力发电机主要是利用气流通过叶片产生的升力作为驱动力，启动力矩小，尖速比高，风能利用率高。[0003]申请号为CN201220609240.8的专利文件中提出了一种叶片自动调控的升阻结合型垂直轴风力发电机。其设计目的与本发明不同，结构上包括安装在基础底座上的垂直主轴，其底座内部分连接发电机，底座上部分等夹角安装两组以上的旋臂；带转动轴的翼型叶片安装在旋臂外端；弹力曲柄连杆机构安装在旋臂上，曲柄与叶片转轴连接；叶片限位器分别安装在旋臂的内侧和外端。以上各部分构成了一个根据不同风力情况，自动对翼型叶片工作状态进行实时调节控制的风能转换装置：使处于顺风区的叶片被限位器阻挡并保持在与旋臂同一平面的位置，利用叶片风阻做功；处于逆风区的叶片被弹力曲柄连杆机