一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，具體涉及一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)際上對(duì)海上風(fēng)電的研宄與開(kāi)發(fā)始于上世紀(jì)90年代，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，海上風(fēng)電技術(shù)正日趨成熟，并開(kāi)始進(jìn)入大規(guī)模開(kāi)發(fā)階段，相比陸地風(fēng)電，發(fā)展海上風(fēng)電具有以下幾大優(yōu)勢(shì)，發(fā)電功率高，功率穩(wěn)定、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，環(huán)境限制少，海上風(fēng)電具有廣闊的市場(chǎng)前景，吸引了越來(lái)越多的廠商的加入，不過(guò)長(zhǎng)期以來(lái)高額的成本與技術(shù)的難關(guān)也制約了其發(fā)展，目前現(xiàn)有技術(shù)存在維護(hù)檢修復(fù)雜、需要對(duì)風(fēng)裝置、葉片較復(fù)雜制造成本較高的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提出一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，包括能量驅(qū)動(dòng)鏈、鋼制塔架，能量驅(qū)動(dòng)鏈包括風(fēng)輪、主軸、增速箱、發(fā)電機(jī)，能量驅(qū)動(dòng)鏈與水平面呈垂直方向設(shè)置，風(fēng)輪設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈頂端且經(jīng)主軸垂直連接于增速箱輸入端，發(fā)電機(jī)設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈底端且垂直連接于增速箱輸出端，風(fēng)輪上設(shè)置葉片，葉片截面呈流線(xiàn)型且相對(duì)于中心水平面上下對(duì)稱(chēng)，使用本發(fā)明時(shí)，通常將其放置在海風(fēng)較大的海面上，其作用于葉片上的風(fēng)能經(jīng)主軸傳遞于增速箱，然后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，其垂直作用的能量驅(qū)動(dòng)鏈具有損耗小、易維護(hù)、不需要對(duì)風(fēng)裝置就可以產(chǎn)生較大風(fēng)能、且造價(jià)低的有益技術(shù)效果。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案是:一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，包括能量驅(qū)動(dòng)鏈、鋼制塔架，所述能量驅(qū)動(dòng)鏈包括風(fēng)輪、主軸、增速箱、發(fā)電機(jī)，所述能量驅(qū)動(dòng)鏈與水平面呈垂直方向設(shè)置，所述風(fēng)輪設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈頂端且經(jīng)主軸垂直連接于增速箱輸入端，所述發(fā)電機(jī)設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈底端且垂直連接于增速箱輸出端，所述風(fēng)輪上設(shè)置葉片，所述葉片截面呈流線(xiàn)型且相對(duì)于中心水平面上下對(duì)稱(chēng)。
[0005]進(jìn)一步，所述發(fā)電機(jī)為盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)。
[0006]進(jìn)一步，所述盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)電樞繞組兩端面與氣隙直接接觸。
[0007]進(jìn)一步，所述盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)雙邊結(jié)構(gòu)永磁體軸向?qū)ΨQ(chēng)。
[0008]進(jìn)一步，所述風(fēng)輪直徑不少于60米，且所用鋼板采用抗層狀撕裂鋼板，所述鋼板厚度不低于40mm。
[0009]進(jìn)一步，所述風(fēng)輪葉片上設(shè)置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括空氣翻板、伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)翻板翻轉(zhuǎn)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出的其有益效果是采用包括能量驅(qū)動(dòng)鏈、鋼制塔架，能量驅(qū)動(dòng)鏈包括風(fēng)輪、主軸、增速箱、發(fā)電機(jī)，能量驅(qū)動(dòng)鏈與水平面呈垂直方向設(shè)置，風(fēng)輪設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈頂端且經(jīng)主軸垂直連接于增速箱輸入端，發(fā)電機(jī)設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈底端且垂直連接于增速箱輸出端，風(fēng)輪上設(shè)置葉片，葉片截面呈流線(xiàn)型且相對(duì)于中心水平面上下對(duì)稱(chēng)，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的每個(gè)界面都是一樣的，這樣就簡(jiǎn)化了二維情況，網(wǎng)格數(shù)大大下降，計(jì)算量也隨之下降，由于慣性力與重力的方向始終不變，所受的恒載也不變，因此疲勞壽命要比水平軸的長(zhǎng)。
[0011]由于采用發(fā)電機(jī)為盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)，采用永磁直流發(fā)電機(jī)，可以在低速下變速運(yùn)行，保持較高的發(fā)電效率。
[0012]由于采用盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)電樞繞組兩端面與氣隙直接接觸的技術(shù)方案，有利于電樞繞組散熱，運(yùn)行中允許較大的電負(fù)荷。
[0013]由于采用盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)雙邊結(jié)構(gòu)永磁體軸向?qū)ΨQ(chēng)的結(jié)構(gòu)，對(duì)電樞繞組不發(fā)生單邊磁拉力，不會(huì)造成電樞變形，從而不會(huì)影響電機(jī)的性能。
[0014]由于采用盤(pán)式結(jié)構(gòu)垂直安裝，適合垂直軸風(fēng)機(jī)配套使用，不需要?jiǎng)?lì)磁電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較高的功率質(zhì)量比。
[0015]由于采用風(fēng)輪直徑不少于60米，且所用鋼板采用抗層狀撕裂鋼板，鋼板厚度不低于40mm，具有高強(qiáng)度、高韌性、高塑性，而且具備焊接性，抗層狀撕裂性能、抗震性的有益技術(shù)效果。
[0016]由于采用風(fēng)輪葉片上設(shè)置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括空氣翻板、伺服電機(jī)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)翻板翻轉(zhuǎn)，由于采用空氣翻板的結(jié)構(gòu)可以在每個(gè)翻倍采用一個(gè)帶位移的伺服電機(jī)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)，位移傳感器采用光電編碼器編碼，安裝在電動(dòng)機(jī)的輸出軸上，采集電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，伺服電機(jī)連接星形減速器，具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的有益技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的葉片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:I為能量驅(qū)動(dòng)鏈、2為鋼制塔架、3為風(fēng)輪、4為主軸，5為增速箱、6為發(fā)電機(jī)、7為葉片、8為翻板、9為伺服電機(jī)、10為氣隙、11繞組、12為轉(zhuǎn)子、13為定子、14為軸。
具體實(shí)施方案
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案作詳細(xì)說(shuō)明。如圖1至圖3所示，本發(fā)明提出的一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，包括能量驅(qū)動(dòng)鏈1、鋼制塔架2，所述能量驅(qū)動(dòng)鏈I包括風(fēng)輪3、主軸4、增速箱5、發(fā)電機(jī)6，所述能量驅(qū)動(dòng)鏈I與水平面呈垂直方向設(shè)置，所述風(fēng)輪3設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈I頂端且經(jīng)主軸4垂直連接于增速箱5輸入端，所述發(fā)電機(jī)6設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈I底端且垂直連接于增速箱輸出端，所述風(fēng)輪3上設(shè)置葉片7，所述葉片7截面呈流線(xiàn)型且相對(duì)于中心水平面上下對(duì)稱(chēng)。
[0022]由于海上周邊油氣田電源負(fù)荷小，據(jù)中心電網(wǎng)遠(yuǎn)，采用風(fēng)力發(fā)電可大大提高經(jīng)濟(jì)性，垂直軸能量驅(qū)動(dòng)鏈比水平軸能量驅(qū)動(dòng)鏈減速比具有大幅度提升，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的每個(gè)界面都是一樣的，這樣就簡(jiǎn)化了二維情況，網(wǎng)格數(shù)大大下降，計(jì)算量也隨之下降，從設(shè)計(jì)方法上說(shuō)，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)要比水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)損耗小，同時(shí)采用風(fēng)輪上設(shè)置葉片，葉片截面呈流線(xiàn)型且相對(duì)于中心水平面上下對(duì)稱(chēng)的技術(shù)方案，由于垂直軸風(fēng)輪在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，不會(huì)產(chǎn)生很大的氣動(dòng)噪音，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在戶(hù)外運(yùn)行時(shí)，葉片上不可避免的受到污染，這種污染改變?nèi)~片的外形，對(duì)于水平軸風(fēng)輪來(lái)看，這種外形變化很微小也降低了風(fēng)能利用率，而垂直風(fēng)輪由于轉(zhuǎn)速低，所以對(duì)于外形改變不是很敏感，垂直軸風(fēng)輪的葉片在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中受力的情況要比水平軸好，由于慣性力與重力的方向始終不變，所受的恒載也不變，因此疲勞壽命要比水平軸的長(zhǎng)。
[0023]所述發(fā)電機(jī)6為盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)，由于發(fā)電機(jī)6采用盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)，傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于正常運(yùn)行葉片的轉(zhuǎn)速很低，必須通過(guò)增速齒輪箱加速才能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，齒輪變速箱的價(jià)格昂貴且安裝成本較高，齒輪變速箱所帶來(lái)的傳輸損失會(huì)影響電機(jī)的輸出功率，還有變速箱的噪聲也會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，采用永磁直流發(fā)電機(jī)，可以在低速下變速運(yùn)行，保持較高的發(fā)電效率。
[0024]所述盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)電樞繞組兩端面與氣隙直接接觸，由于采用所述盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)電樞繞組兩端面與氣隙直接接觸，有利于電樞繞組散熱，運(yùn)行中允許較大的電負(fù)荷。
[0025]所述盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)雙邊結(jié)構(gòu)的永磁體軸向?qū)ΨQ(chēng)，由于采用盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)雙邊結(jié)構(gòu)永磁體軸向?qū)ΨQ(chēng)，對(duì)電樞繞組不發(fā)生單邊磁拉力，不會(huì)造成電樞變形，從而不會(huì)影響電機(jī)的性能。
[0026]所述風(fēng)輪3直徑不少于60米，且所用鋼板采用抗層狀撕裂鋼板，所述鋼板厚度不低于40mm，具有高強(qiáng)度、高韌性、高塑性，而且具備焊接性，抗層狀撕裂性能、抗震性的有益技術(shù)效果。
[0027]所述風(fēng)輪3葉片7上設(shè)置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括空氣翻板8、伺服電機(jī)9，所述伺服電機(jī)9驅(qū)動(dòng)翻板8翻轉(zhuǎn)，該空氣翻板的結(jié)構(gòu)可以在每個(gè)翻板采用一個(gè)帶位移的伺服電機(jī)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)，位移傳感器采用光電編碼器編碼，安裝在電動(dòng)機(jī)的輸出軸上，采集電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，伺服電機(jī)連接星形減速器，具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的有益技術(shù)效果。
[0028]使用本發(fā)明時(shí)，將本發(fā)明放置海風(fēng)較大的海平面上，當(dāng)海風(fēng)吹來(lái)時(shí)，海風(fēng)帶動(dòng)葉片呈水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，風(fēng)輪隨著葉片的運(yùn)動(dòng)做垂直軸向運(yùn)動(dòng)，主軸驅(qū)動(dòng)增速箱運(yùn)動(dòng)，由于齒輪的傳動(dòng)作用，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸運(yùn)動(dòng)，從整體上說(shuō)，本發(fā)明解決了維護(hù)檢修復(fù)雜、需要對(duì)風(fēng)裝置、葉片較復(fù)雜制造成本較高的問(wèn)題，具有損耗小、易維護(hù)、不需要對(duì)風(fēng)裝置就可以產(chǎn)生較大風(fēng)能、且造價(jià)低的有益技術(shù)效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，包括能量驅(qū)動(dòng)鏈(I)、鋼制塔架(2)，所述能量驅(qū)動(dòng)鏈⑴包括風(fēng)輪(3)、主軸(4)、增速箱(5)、發(fā)電機(jī)(6)，所述能量驅(qū)動(dòng)鏈⑴與水平面呈垂直方向設(shè)置，所述風(fēng)輪(3)設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈(I)頂端且經(jīng)主軸(4)垂直連接于增速箱(5)輸入端，所述發(fā)電機(jī)(6)設(shè)置于能量驅(qū)動(dòng)鏈(I)底端且垂直連接于增速箱輸出端，所述風(fēng)輪(3)上設(shè)置葉片(7)，所述葉片(7)截面呈流線(xiàn)型且相對(duì)于中心水平面上下對(duì)稱(chēng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)(6)為盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)￠)電樞繞組兩端面與氣隙直接接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述盤(pán)式永磁直流發(fā)電機(jī)雙邊結(jié)構(gòu)永磁體軸向?qū)ΨQ(chēng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述風(fēng)輪(3)直徑不少于60米，且所用鋼板采用抗層狀撕裂鋼板，所述鋼板厚度不低于40mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述風(fēng)輪(3)葉片(7)上設(shè)置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括空氣翻板(8)、伺服電機(jī)(9)，所述空氣翻板的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置并連接于伺服電機(jī)軸頂端，所述伺服電機(jī)(9)驅(qū)動(dòng)翻板(8)翻轉(zhuǎn)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，具體涉及一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，包括能量驅(qū)動(dòng)鏈、鋼制塔架，所述能量驅(qū)動(dòng)鏈包括風(fēng)輪、主軸、增速箱、發(fā)電機(jī)，本發(fā)明解決了維護(hù)檢修復(fù)雜、需要對(duì)風(fēng)裝置、葉片較復(fù)雜制造成本較高的問(wèn)題，具有損耗小、易維護(hù)、不需要對(duì)風(fēng)裝置就可以產(chǎn)生較大風(fēng)能、且造價(jià)低的有益技術(shù)效果。
【IPC分類(lèi)】F03D9/00, F03D11/02, F03D3/06
【公開(kāi)號(hào)】CN104912744
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510315529
【發(fā)明人】李炳沃
【申請(qǐng)人】成都賦陽(yáng)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月10日