專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電裝置，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置。
背景技術(shù)：
由于風(fēng)力發(fā)電機啟動需要很大的啟動轉(zhuǎn)矩，這就對風(fēng)速及其穩(wěn)定性具有很高的要 求。而一般情況下，風(fēng)速不是很理想，也不穩(wěn)定，不能夠達(dá)到啟動要求，使得風(fēng)力發(fā)電機的工 作效率不高，同時無法利用低速風(fēng)發(fā)電，風(fēng)能利用率很低。目前的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)都是風(fēng)輪通過直桿傳動軸連接到齒輪箱再連至風(fēng)力發(fā)電機， 這樣要使風(fēng)葉轉(zhuǎn)動起來，就必須克服風(fēng)輪、發(fā)電機等很大的轉(zhuǎn)動力矩。這就需要相對于風(fēng)力 發(fā)電機的額定功率的額定風(fēng)速才能夠滿足要求，而當(dāng)風(fēng)速低于額定風(fēng)速時，這部分風(fēng)能便 無法得到利用，造成風(fēng)能的利用率非常低。而如果讓風(fēng)輪不同齒輪箱、發(fā)電機直桿相連，一 般風(fēng)速就能夠很容易的帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，然后利用儲能裝置將這部分風(fēng)能儲存起來，再作用 到風(fēng)力發(fā)電機的啟動上，這樣不僅可以更有效的利用風(fēng)能，而且能夠減小發(fā)電機的啟動要 求。而本實用新型所涉及的發(fā)條彈簧裝置作用就在于此。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔 助啟動裝置。本實用新型用發(fā)條彈簧作為儲能機構(gòu)連接風(fēng)葉與轉(zhuǎn)子。本實用新型的目的通過以下方式實現(xiàn)一種風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置，其特征在于包括第一主軸、第二主軸、發(fā) 條彈簧、止推軸承和外殼，外殼與第二主軸固連，發(fā)條彈簧的內(nèi)端固定第一主軸上，發(fā)條彈 簧的外端固定在與第二主軸固連的外殼內(nèi)壁上，第一主軸安裝在所述止推軸承上，止推軸 承安裝在外殼上。上述的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置中，所述發(fā)條彈簧為弧形截面。上述的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置中，所述第一主軸為風(fēng)葉轉(zhuǎn)動軸，第二 主軸為齒輪箱和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸。上述的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置中，所述第一主軸為齒輪箱和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 軸，第二主軸為風(fēng)葉轉(zhuǎn)動軸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是本實用新型取代傳統(tǒng)風(fēng)輪同發(fā)電機之間的直接剛性連接的直桿結(jié)構(gòu)，通過發(fā)條彈 簧存儲達(dá)不到部分傳統(tǒng)額定風(fēng)速的風(fēng)能，并將這部分風(fēng)能用于輔助風(fēng)力發(fā)電機的啟動，這 樣風(fēng)葉轉(zhuǎn)動起來所需要的力矩將大大減小。先通過風(fēng)葉轉(zhuǎn)動使彈簧壓縮，儲存能量，并將所 存儲的彈性勢能作用于與發(fā)電機轉(zhuǎn)子固連的轉(zhuǎn)軸上，輔助發(fā)電機啟動，并最終在風(fēng)葉的帶 動下啟動發(fā)電機工作。即通過彈簧裝置存儲低速風(fēng)能，用于發(fā)電機的啟動。這樣能夠很大程 度上的提高風(fēng)能利用率，減小風(fēng)力發(fā)電機的啟動轉(zhuǎn)矩的限制，提高風(fēng)力發(fā)電機的工作效率。
圖1所示為風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置的主要組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置的發(fā)條彈簧俯視圖。圖3所示為第一主軸與止推軸承的連接剖面圖。圖4所示為的第二主軸與外殼的連接剖面圖。圖5所示為發(fā)條彈簧壓緊時的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的具體實施作進(jìn)一步描述，但本實用新型惡 實施和保護(hù)范圍不限于此。圖1、圖2所示為風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括第一主 軸la、發(fā)條彈簧2、止推軸承3、外殼4，外殼4與第二主軸Ib固連，發(fā)條彈簧內(nèi)端固定第一 主軸Ia上，外端固定在與第二主軸Ib固連的外殼4內(nèi)壁上。如圖3所示，為外殼同第一軸 Ia之間的止推軸承聯(lián)接示意圖，圖4所示為外殼與第二主軸Ib之間的螺絲固連示意圖。圖5所示為彈簧壓縮并攏狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。將第一主軸Ia作為風(fēng)葉轉(zhuǎn)動軸， 第二主軸Ib作為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸。在風(fēng)葉靜止時發(fā)條彈簧為松弛狀態(tài)，如圖2所示。由于風(fēng)葉 轉(zhuǎn)動軸不是同轉(zhuǎn)子軸剛性連接，只要在很小的風(fēng)速下就可以帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動。在風(fēng)葉的帶動 下，發(fā)條彈簧向中心靠攏崩緊，將動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能并存儲在彈簧中。由于風(fēng)葉輪不能逆向轉(zhuǎn)動，發(fā)條彈簧的彈性勢能便一直作用在轉(zhuǎn)子軸桿上。做如 下兩種情況分析1.發(fā)條彈簧所能存儲的全部彈性勢能不能克服風(fēng)力發(fā)電機的啟動轉(zhuǎn)矩。這種情況下，只有當(dāng)發(fā)條彈簧完全壓緊，且加上此時的風(fēng)葉轉(zhuǎn)動軸的動能，當(dāng)這兩 部分能量之和能夠克服風(fēng)力發(fā)電機的啟動磁轉(zhuǎn)矩時，風(fēng)力發(fā)電機才開始工作，否則風(fēng)力發(fā) 電機無法工作。2.發(fā)條彈簧所能存儲的全部彈性勢能能夠克服風(fēng)力發(fā)電機的啟動轉(zhuǎn)矩。這種情況下，發(fā)條彈簧不會完全壓緊，因為當(dāng)彈簧所儲存的彈性勢能能夠克服風(fēng) 力發(fā)電機的啟動磁轉(zhuǎn)矩時，風(fēng)力發(fā)電機就會開始工作。只有當(dāng)彈性勢能和風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸動能之 和無法克服發(fā)電機的啟動磁轉(zhuǎn)矩時，發(fā)電機才不啟動工作。由于本實用新型裝置為一風(fēng)葉輪轉(zhuǎn)軸同風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸之間的聯(lián)接機構(gòu)，所以 并非得按以上實施例將第一主軸Ia作為風(fēng)葉轉(zhuǎn)動軸，第二主軸Ib作為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸，也可以 是第一主軸Ia作為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸，第二主軸Ib作為風(fēng)葉轉(zhuǎn)動軸。則這種情況下發(fā)條彈簧壓 緊時向外殼內(nèi)壁靠攏。
權(quán)利要求一種風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置，其特征在于包括第一主軸、第二主軸、發(fā)條彈簧、止推軸承和外殼，外殼與第二主軸固連，發(fā)條彈簧的內(nèi)端固定第一主軸上，發(fā)條彈簧的外端固定在與第二主軸固連的外殼內(nèi)壁上，第一主軸安裝在所述止推軸承上，止推軸承安裝在外殼上。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置，其特征在于所述發(fā) 條彈簧為弧形截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置，其特征在于所述第 一主軸為風(fēng)葉轉(zhuǎn)動軸，第二主軸為齒輪箱和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置，其特征在于所述第一 主軸為齒輪箱和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸，第二主軸為風(fēng)葉轉(zhuǎn)動軸。
專利摘要本實用新型涉及了一種風(fēng)力發(fā)電機發(fā)條彈簧輔助啟動裝置，用于改善風(fēng)力發(fā)電機啟動和提高風(fēng)能利用率。該啟動裝置是通過以附加有發(fā)條彈簧裝置的傳動軸代替?zhèn)鹘y(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的剛性直桿傳動機構(gòu)。彈簧內(nèi)端固定在與風(fēng)葉相連的傳動軸上，彈簧外端固定在與發(fā)電機轉(zhuǎn)子相連的傳動軸輔助結(jié)構(gòu)上。風(fēng)葉轉(zhuǎn)動時帶動彈簧轉(zhuǎn)動，彈簧壓緊將能量傳到轉(zhuǎn)子軸上，儲存轉(zhuǎn)矩并最終帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。由于發(fā)條彈簧裝置的存在，可以在風(fēng)速較小時先帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，通過彈簧儲存能量。這種裝置的使用能夠很大程度上的提高風(fēng)能的利用率。
文檔編號F03D9/02GK201714587SQ20102024981
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者周凱, 康龍云, 張宏坡, 張彥寧, 郭紅霞 申請人:華南理工大學(xué)