CN201202595Y - 50kw并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组，包括发电机、桨叶叶片组和轮毂组成，所述桨叶叶片组通过一旋转轴设置在所述轮毂上，其特征在于，所述发电机组进一步包括：风轮同步变桨距机构，设置在所述轮毂后侧；变桨距驱动系统，设置在所述发电机的后端。本实用新型采用实时检测风速、转速，控制电动同步变桨距机械连锁结构，最大能量扑获风能，年发电量提高10％－50％。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机组，尤其是一种50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组。
背景技术
在进入21世纪后的新时代，开发风电，造福人类，成为全世界的新能源发展的第一位，一些经济发达国家的大型风力发电技术走在了世界的前列，我国的风力发电技术属于发展中，技术还比较落后，但是中小型风力发电组国外不生产，我们在该技术领域中是领先的。因此，我们的中小型风力发电机已出口到亚洲和欧洲。
传统的风机包括支撑架，风轮和发电机组，支撑架通常固定在空旷地域且高离地面之处，通常无法在360度方向上自动控制搜寻风向，如何提高发电机效率势必需要进行风向跟踪，即对风向驱动机构采用时时检测风向，控制电动转向驱动机构跟踪风向工作，一直是本领域发展中面临的新课题。
发明内容
为了能对风向采用实时检测以控制电动转向驱动机构实现跟踪，本实用新型提供了一种50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组，包括发电机、桨叶叶片组和轮毂组成，所述桨叶叶片组通过一旋转轴设置在所述轮毂上，其特征在于，所述发电机组进一步包括：风轮同步变桨距机构，设置在所述轮毂后侧；变桨距驱动系统，设置在所述发电机的后端。
比较好的是，所述发电机组进一步包括：偏航系统，设置在所述变桨矩驱动系统的下端。
本实用新型采用实时检测风速、转速，控制电动同步变桨距机械连锁结构，最大能量扑获风能，年发电量提高10％-50％。
附图说明
下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是图1的局部剖视结构图。
具体实施方式
本实用新型的50KW离网、并网两用无齿轮箱直驱式风力发电机组是把风能转换成电能，利用自然能源发电的设备，就像水利发电用水，火力发电用煤一样，风力发电用是用风发电，机组在发电工作过程中采用微机智能自动控制，风力发电机在3～25m/s风速下连续发电运行，额定风速为11m/s，额定功率为50kW，最大输出功率为60kW。
请参见附图1所示，本实用新型的50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组属小系列机型。由一发电机组机一桨叶叶片组组成，该叶片组包含一旋转轴28，该旋转轴28可转动的固定在轮毂22后部的塔筒20端，图例中的桨叶叶片21为三片，用以驱动发电机组(未图示中，参见图2中24)运转。
图2示意了本实用新型的风力发电机组的侧面剖视结构，从这个角度可以看到，其中桨叶叶片21固定在轮毂22上，该桨叶叶片21通过旋转轴28均匀安装于轮毂22上，该桨叶叶片21采用NACA44××翼型，变截面叶片，玻璃钢复合树脂材料制造，效率高，寿命长，安装角可调。该轮毂22采用球型钢结构，强度高，质量轻。在该旋转轴28的轮毂22一端，设置有同步变桨矩机构23，该变桨距机构23采用三桨叶于120度同步变桨矩，控制转速在工作区间运行，避免超速运行，同时提高年发电量。
其中，叶片21采用变截面翼型，GFRP材料制造，效率高，寿命长，叶片21的安装角可根据不同地区调整。并且，功率调整采用电动同步变桨距设计，叶片21迎风角随风速的变化而变化0～90°，最佳化扑获风能，提高年发电量。
本实用新型还加入了一个变桨矩驱动系统25和一个偏航系统26，前者设置在永磁同步发电机24的后端，后者设置在永磁同步发电机24的下端。该风轮偏航系统26采用跟踪风向标自动控制，可以始终跟踪主风向，使风能量最大输入风轮。
此外，本实用新型的发电机组为永磁同步发电机24，永磁电机的优点是不需要电励磁，可实现无刷化，无励磁损耗，因而效率高。减掉了增速箱和机械传动轴部件，减少了机械故障和设备噪音，在任何有风力资源地区都可以推广应用。由于减去了增速箱，传动轴部件，启动风速低，没有漏油和因主轴不同轴心引起振动现象，降低了机械故障率，提高了机组效率和可靠性。该发电机组的输出电缆采用防缠绕保护器，防止电缆扭断。也可以采用滑环组合27过渡，避免扭缆，更加可靠。
本实用新型的功率调整-采用实时检测风速、转速，控制电动同步变桨距机械连锁结构，最大能量扑获风能，年发电量提高10％-50％。本实用新型整机结构采用优化设计理论，整体性能更加稳定和可靠，运输、安装方便。为一切有风力资源地区提供风力发电设备，可单台建设独立供电站，也可多台机组联网建设独立风电场。
本实用新型利用风轮同步变桨距机构及变桨距驱动系统调整桨距角，以及偏航系统对准主风向，使风力发电机在3.5～25m/s风速下发电运行，额定风速为11.5m/s，额定功率为50kW，最大输出功率为53kW，可配60kW变压器，实现风力发电机组的并网过程或配备蓄电池系统独立发电。
以上诸实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴应由各权利要求限定。
Claims (2)
1、50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组，包括发电机、桨叶叶片组和轮毂组成，所述桨叶叶片组通过一旋转轴设置在所述轮毂上，其特征在于，所述发电机组进一步包括：
风轮同步变桨距机构，设置在所述轮毂后侧；
变桨距驱动系统，设置在所述发电机的后端。
2、根据权利要求1所述的50KW并网无齿轮箱直驱变桨式风力发电机组，其特征在于，所述发电机组进一步包括：
偏航系统，设置在所述变桨矩驱动系统的下端。
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Cited By (2)
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| CN103452765A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-12-18 | 焦作瑞塞尔盘式制动器有限公司 | 一种风力发电机组 |
| CN113007028A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-22 | 上海电气风电集团股份有限公司 | 风力发电机组 |
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2008
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| CN103452765B (zh) * | 2013-09-10 | 2016-10-05 | 焦作瑞塞尔盘式制动器有限公司 | 一种风力发电机组 |
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| CN113007028B (zh) * | 2021-03-23 | 2022-05-20 | 上海电气风电集团股份有限公司 | 风力发电机组 |
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