恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置，其主要特征是，由一個輸入端輸入扭矩，經過本裝置變速后，經兩類輸出端輸出扭矩，兩類輸出端的單位時間輸出的轉數(shù)之和由輸入端單位時間輸入的轉數(shù)決定，兩類輸出端單位時間各自輸出的轉數(shù)由該輸出端連接的負載特點決定，本裝置的兩類輸出端各自連接發(fā)電機，其中一類發(fā)電機為主發(fā)電機，其單位時間輸出轉數(shù)設定為定值，保證恒頻發(fā)電，所發(fā)電力直接并入電網，另一類發(fā)電機為輔發(fā)電機，其單位時間轉數(shù)不確定，所發(fā)電力可不并入電網，或經集中處理后并網。本發(fā)電裝置前級要設變速箱，對風機葉輪輸出的扭矩進行前級變速。本實用新型在風力發(fā)電領域應用前景十分廣闊，不僅能大幅度降低風力發(fā)電機生產成本，并能從根本上消除風電的高次諧波，提高電網質量。
【專利說明】恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風力發(fā)電裝置，特別是一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]鑒于風力不穩(wěn)定，目前，風力發(fā)電機所發(fā)電力的頻率、相位、電壓是不固定的，為保證風力發(fā)電場所發(fā)的電力能并入國家電網，風力發(fā)電場要安裝專用的電力調頻、調相、調壓裝置，對風力發(fā)電機所發(fā)電力進行后處理，使風力發(fā)電機所發(fā)電力的頻率、相位和電壓等主要電力參數(shù)與國家電網匹配，而后才能并入國家電網。這種后處理裝置，不僅要耗大量資金，且該裝置是依托電子技術實現(xiàn)的，性能不穩(wěn)定，并同步伴生某些對國家電網不利的高次諧波。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的是針對上述技術中存在的不足，提供一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置；用該裝置制造的風力發(fā)電機所發(fā)主要電力的頻率不因風機葉輪的轉速改變而改變。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，包括裝置的主動轉子、第一從動轉子、第二從動內轉子、第二從動外轉子、第二從動外轉子的扭矩的產生并輸出的裝置、第三發(fā)電機、第一發(fā)電機定子、第一發(fā)電機轉速與轉向控制裝置、第二發(fā)電機定子、第二發(fā)電機定子從動裝置、端蓋、軸承及密封總成、外殼、緊固件、扭矩輸入端。其特征是:本裝置是由圓筒形外殼和兩個圓柱體的左、右兩個端蓋封裝的綜合體，左、右兩端蓋分別固定在外殼軸線兩端；主動轉子為同軸心的三個圓柱體的連接體，與其配套的兩套軸承及密封總成分別在該連接體的左側圓柱體軸線兩側，分別安裝在左端蓋軸心線左右兩端；在該連接體中部的圓柱體的外側開圓柱形孔，孔的軸線與主動轉子軸線平行，在該孔內貼孔內側壁安裝第一發(fā)電機的定子，并在孔內附設發(fā)電機轉速與轉向控制裝置，第一從動轉子為同軸心的兩個圓柱體的連接體，與其配套的兩軸承及密封總成分別在該連接體的左側的圓柱體軸線兩端，分別固定在上述在主動轉子上所開的孔的軸線兩端，該連接體的左側的圓柱體也是第一發(fā)電機的轉子；第二從動外轉子是與主動轉子同軸心線的套在主動轉子外的圓筒體，該圓筒體兩端分別設軸承及密封總成，分別安裝在本裝置的左右兩端蓋上，第二從動外轉子的扭矩的產生并輸出的裝置是一個齒輪綜合體和與其配套的第三發(fā)電機，該齒輪綜合體的轉動軸與第一發(fā)電機主軸平行，該軸兩端分別各設一軸承及密封總成，依托外殼安裝，第二從動外轉子與該齒輪綜合體的齒輪部位相對應的部位是齒輪，這兩個齒輪相互嚙合，該齒輪綜合體的軸端部對接一個與其配套的發(fā)電機，該發(fā)電機固定在端蓋上；本裝置的右端蓋沿軸心線開圓柱形孔，貼孔的內側壁內設第二發(fā)電機的定子，該定子通過第二發(fā)電機定子從動裝置隨主動轉子轉動，該定子兩端各設一套軸承及密封總成，分別依托右端蓋安裝，第二從動內轉子為同軸心的兩個圓柱體的連接體，該連接體的右側的圓柱體是第二發(fā)電機的轉子，該發(fā)電機轉子軸線兩端分別各設一套軸承及密封總成，依托右端蓋安裝，第二從動內轉子沿軸線開孔，主動轉子的右側的圓柱體在該孔內穿過，第一從動轉子的右側的圓柱體與第二從動內轉子的左側的圓柱體是一對規(guī)格相同的相互哨合的齒輪，第二從動外轉子與第一從動轉子齒輪部位相對應的部位是內齒輪，二者相互嚙合；第二發(fā)電機定子的從動裝置由一個軸、三個齒輪、兩套軸承及密封總成組成，在右端蓋上開與右端蓋軸線平行的孔，第二發(fā)電機定子的從動裝置的軸在該孔內穿過，該軸兩端分別各設一套軸承及密封總成，依托右端蓋安裝，在該軸中部安裝一個與該軸剛性連接的齒輪，在第二發(fā)電機的定子的外側壁上與該齒輪相對應的部位設齒輪，這兩個齒輪相互嚙合；在該軸的右端部安裝一個與該軸中部所安裝的齒輪規(guī)格相同的與該軸剛性連接的齒輪，在主動轉子的右端部安裝一個與其剛性連接的齒輪，這兩個齒輪相互嚙合；扭矩的輸入端為主動轉子，扭矩輸入端安裝前級變速裝置；本裝置所涉及的第一發(fā)電機、第二發(fā)電機、第三發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度因輸入變動實時變動可控，并且，各發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度要相互匹配。
[0005]取締本裝置的第二從動內轉子、第二發(fā)電機相關裝置、第二發(fā)電定子從動裝置，其余不變。
[0006]取締本裝置的第一發(fā)電機定子和第二發(fā)電機定子從動裝置，將第一發(fā)電機的轉速與轉向控制裝置安裝到第二發(fā)電機內部，其余不變。
[0007]第三發(fā)電機可改為實時調速的電動機，其余不變。
[0008]本裝置的輸入端可改做輸出端，此時，本裝置的某一發(fā)電機要安裝在輸入端，被移走發(fā)電機的端口變?yōu)檩斎攵恕?br> [0009]本實用新型的有益效果是，
[0010]采用本專利技術制造的風力發(fā)電機，所發(fā)電力的頻率、相位、電壓完全附合國家電網規(guī)定的技術標準，不需要利用專用的電子裝置，對所發(fā)電力進行后處理，不僅降低了風力發(fā)電機的生產成本，而且，所發(fā)電力不含因采用專用電子裝置后處理產生的高次諧波，極大地提高了上網電力的質量。本專利得以推廣，可實現(xiàn)我國風力發(fā)電機的升級換代，促進我國風力發(fā)電行業(yè)快速發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的實施例1結構示意圖
[0012]圖2是圖1的左視圖
[0013]圖3是本實用新型的實施例2結構示意圖
[0014]圖4是圖3的左視圖
[0015]圖5是本實用新型的實施例3結構示意圖
[0016]圖6是圖5的左視圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]下面結合圖1對發(fā)明實施例1做進一步說明。本實施例是三個發(fā)電機方式的一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置。其特征是:本裝置是由圓筒形外殼3和兩個圓柱體的左、右兩個端蓋1、12封裝的綜合體，左、右兩端蓋分別固定在外殼軸線兩端；主動轉子27為同軸心的三個圓柱體的連接體，與其配套的兩套軸承及密封總成17、2分別在該連接體的左側圓柱體軸線兩側，分別安裝在左端蓋軸心線左右兩端；在該連接體中部的圓柱體的外側開圓柱形孔，孔的軸線與主動轉子軸線平行，在該孔內貼孔內側壁安裝第一發(fā)電機的定子6，并在孔內附設發(fā)電機轉速與轉向控制裝置7，第一從動轉子9為同軸心的兩個圓柱體的連接體，與其配套的兩軸承及密封總成5、8分別在該連接體的左側的圓柱體軸線兩端，分別固定在上述在主動轉子上所開的孔的軸線兩端，該連接體的左側的圓柱體也是第一發(fā)電機的轉子；第二從動外轉子10是與主動轉子同軸心線的套在主動轉子外的圓筒體，該圓筒體兩端分別設軸承及密封總成4、11，分別安裝在本裝置的左右兩端蓋上，第二從動外轉子的扭矩的產生并輸出的裝置是一個齒輪綜合體19和與其配套的第三發(fā)電機18，該齒輪綜合體的轉動軸與發(fā)電機主軸平行，該軸兩端分別各設一軸承及密封總成，依托外殼安裝，第二從動外轉子與該齒輪綜合體的齒輪部位相對應的部位是齒輪，這兩個齒輪相互哨合，該齒輪綜合體的軸端部對接一個與其配套的發(fā)電機，該發(fā)電機固定在端蓋上；本裝置的右端蓋沿軸心線開圓柱形孔，貼孔的內側壁內設第二發(fā)電機的定子15，該定子隨主動轉子轉動，該定子兩端各設一套軸承及密封總成13、14，分別依托右端蓋安裝，第二從動內轉子28為同軸心的兩個圓柱體的連接體，該連接體的右側的圓柱體是第二發(fā)電機的轉子，該發(fā)電機轉子軸線兩端分別各設一套軸承及密封總成20、26，依托右端蓋安裝，第二從動內轉子沿軸線開孔，主動轉子的右側的圓柱體在該孔內穿過，第一從動轉子的右側的圓柱體與第二從動內轉子的左側的圓柱體是一對規(guī)格相同的相互嚙合的齒輪，第二從動外轉子與第一從動轉子齒輪部位相對應的部位是內齒輪，二者相互哨合；第二發(fā)電機定子的從動裝置由一個軸、三個齒輪、兩套軸承及密封總成組成，在右端蓋上開與右端蓋軸線平行的孔，第二發(fā)電機定子的從動裝置的軸25在該孔內穿過，該軸兩端分別各設一套軸承及密封總成21、23，依托右端蓋安裝，在該軸中部安裝一個與該軸剛性連接的齒輪22，在第二發(fā)電機的定子的外側壁上與該齒輪相對應的部位設齒輪，這兩個齒輪相互嚙合；在該軸的右端部安裝一個與該軸中部所安裝的齒輪規(guī)格相同的與該軸剛性連接的齒輪24，在主動轉子的右端部安裝一個與其剛性連接的齒輪16，這兩個齒輪相互嚙合；扭矩的輸入端為主動轉子。各發(fā)電機旋轉磁場的磁場強度因輸入變動實時變動可控，第一與第二發(fā)電機完全相同，第一與第二發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度與第三發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度相匹配。本裝置的電力主輸出端是第一、第二發(fā)電機，二者輸出的電力是恒頻的，第三發(fā)電機是電力的輔助輸出端，所輸出的電力是變頻的。
[0019]實施例2
[0020]下面結合圖3、4對發(fā)明實施例2做進一步說明。本實施例是發(fā)電機轉子主軸與風機葉輪主軸平行不同軸的雙發(fā)電機方式的一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置。其特征是:本裝置是由圓筒形外殼3和兩個圓柱體的左、右兩個端蓋1、12封裝的綜合體，左、右兩端蓋分別固定在外殼軸線兩端；主動轉子13為同軸心的兩個圓柱體的連接體，與其配套的兩套軸承及密封總成14、2分別在該連接體的左側的圓柱體軸線兩端，分別安裝在左端蓋軸心線左右兩端；在主動轉子中部的圓柱體的外側開圓柱形孔，孔的軸線與主動轉子軸線平行，在該孔內貼孔內側壁安裝第一發(fā)電機的定子6，并在孔內附設發(fā)電機轉速與轉向控制裝置7，第一從動轉子9為同軸心的兩個圓柱體的連接體，與其配套的兩套軸承及密封總成5、8分別在該連接體的左側的圓柱體軸線兩端，分別安裝在上述在主動轉子上開的孔的兩端，該連接體的左側的圓柱體也是第一發(fā)電機的轉子；第二從動轉子10是與主動轉子同軸心線的套在主動轉子外的圓筒體，該圓筒體兩端分別設軸承及密封總成
4、11，分別安裝在本裝置的左右兩端蓋上，第二從動轉子的扭矩的產生并輸出的裝置是一個齒輪綜合體15和與其配套的第二發(fā)電機16，該齒輪綜合體的轉動軸與第一發(fā)電機主軸平行，該軸兩端分別各設一軸承及密封總成，依托外殼安裝，第二從動外轉子與該齒輪綜合體的齒輪部位相對應的部分是齒輪，這兩個齒輪相互嚙合，該軸端部對接一個與其配套的第二發(fā)電機，該發(fā)電機固定在端蓋上；扭矩的輸入端為主動轉子；各發(fā)電機旋轉磁場的磁場強度因輸入變動實時變動可控，第一發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度與第二發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度相匹配。本裝置的電力主輸出端是第一發(fā)電機，其輸出的電力是恒頻的，第二發(fā)電機是電力的輔助輸出端，所輸出的電力是變頻的。
[0021]本實施例可進行如下改動，第二發(fā)電機改為實時調速的電動機，其余不變，此時，本裝置的電力唯一輸出端是第一發(fā)電機，其輸出的電力是恒頻的。
[0022]實施例3
[0023]下面結合圖5、6對發(fā)明實施例3做進一步說明。本實施例是發(fā)電機主軸與風機葉輪主軸同軸的雙發(fā)電機方式的一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置。其特征是:本裝置是由圓筒形外殼3和兩個圓柱體的左、右兩個端蓋1、10封裝的綜合體，左、右兩端蓋分別固定在外殼軸線兩端；主動轉子13為同軸心的兩個圓柱體的連接體，與其配套的兩套軸承及密封總成14、2分別在該連接體的左側圓柱體軸線兩側，分別安裝在左端蓋軸心線左右兩端；在該連接體右部的圓柱體的外側開圓柱形孔，孔的軸線與主動轉子軸線平行，第一從動轉子7為同軸心的兩個圓柱體的連接體，與其配套的兩軸承及密封總成5、6分別在該連接體的左側的圓柱體軸線兩端，分別固定在上述在主動轉子上所開的孔的軸線兩端；第二從動外轉子8是與主動轉子同軸心線的套在主動轉子外的圓筒體，該圓筒體兩端分別設軸承及密封總成4、9，分別安裝在本裝置的左右兩端蓋上，第二從動外轉子的扭矩的產生并輸出的裝置是一個齒輪綜合體16和與其配套的第二發(fā)電機17，該齒輪綜合體的轉動軸與第一發(fā)電機主軸平行，該軸兩端分別各設一軸承及密封總成，依托外殼安裝，第二從動外轉子與該齒輪綜合體的齒輪部位相對應的部位是齒輪，這兩個齒輪相互嚙合，該軸端部對接一個與其配套的第二發(fā)電機，該發(fā)電機固定在端蓋上；本裝置的右端蓋沿軸心線開圓柱形孔，貼孔的內側壁內設第一發(fā)電機的定子11，并設第一發(fā)電機轉速控制裝置12，第二從動內轉子19為同軸心的兩個圓柱體的連接體，該連接體的右側的圓柱是第一發(fā)電機的轉子，該發(fā)電機轉子軸線兩端分別各設一套軸承及密封總成15、18，依托右端蓋安裝，第一從動轉子的右側的圓柱體與第二從動內轉子的左側的圓柱體是一對規(guī)格相同的相互哨合的齒輪，第二從動外轉子與第一從動轉子齒輪部位相對應的部位是內齒輪，二者相互哨合；扭矩的輸入端為主動轉子。各發(fā)電機旋轉磁場的磁場強度因輸入變動實時變動可控，第一發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度與第二發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度相匹配。本裝置的電力主輸出端是第一發(fā)電機，其輸出的電力是恒頻的，第二發(fā)電機是電力的輔助輸出端，所輸出的電力是變頻的。
[0024]本實施例可進行如下改動，第二發(fā)電機改為實時調速的電動機，其余不變，此時，本裝置的電力唯一輸出端是第一發(fā)電機，其輸出的電力是恒頻的。
【權利要求】
1.一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置；包括裝置的主動轉子、第一從動轉子、第二從動內轉子、第二從動外轉子、第二從動外轉子的扭矩的產生并輸出的裝置、第三發(fā)電機、第一發(fā)電機定子、第一發(fā)電機轉速與轉向控制裝置、第二發(fā)電機定子、第二發(fā)電機定子從動裝置、端蓋、軸承及密封總成、外殼、緊固件、扭矩輸入端，其特征是:本裝置是由圓筒形外殼和兩個圓柱體的左、右兩個端蓋封裝的綜合體，左、右兩端蓋分別固定在外殼軸線兩端；主動轉子為同軸心的三個圓柱體的連接體，與其配套的兩套軸承及密封總成分別在該連接體的左側圓柱體軸線兩側，分別安裝在左端蓋軸心線左右兩端；在該連接體中部的圓柱體的外側開圓柱形孔，孔的軸線與主動轉子軸線平行，在該孔內貼孔內側壁安裝第一發(fā)電機的定子，并在孔內附設發(fā)電機轉速與轉向控制裝置，第一從動轉子為同軸心的兩個圓柱體的連接體，與其配套的兩軸承及密封總成分別在該連接體的左側的圓柱體軸線兩端，分別固定在上述在主動轉子上所開的孔的軸線兩端，該連接體的左側的圓柱體也是第一發(fā)電機的轉子；第二從動外轉子是與主動轉子同軸心線的套在主動轉子外的圓筒體，該圓筒體兩端分別設軸承及密封總成，分別安裝在本裝置的左右兩端蓋上，第二從動外轉子的扭矩的產生并輸出的裝置是一個齒輪綜合體和與其配套的第三發(fā)電機，該齒輪綜合體的轉動軸與第一發(fā)電機主軸平行，該軸兩端分別各設一軸承及密封總成，依托外殼安裝，第二從動外轉子與該齒輪綜合體的齒輪部位相對應的部位是齒輪，這兩個齒輪相互嚙合，該齒輪綜合體的軸端部對接一個與其配套的第三發(fā)電機，該發(fā)電機固定在端蓋上；本裝置的右端蓋沿軸心線開圓柱形孔，貼孔的內側壁內設第二發(fā)電機的定子，該定子通過第二發(fā)電機定子從動裝置隨主動轉子轉動，該定子兩端各設一套軸承及密封總成，分別依托右端蓋安裝，第二從動內轉子為同軸心的兩個圓柱體的連接體，該連接體的右側的圓柱是第二發(fā)電機的轉子，該發(fā)電機轉子軸線兩端分別各設一套軸承及密封總成，依托右端蓋安裝，第二從動內轉子沿軸線開孔，主動轉子的右側的圓柱體在該孔內穿過，第一從動轉子的右側的圓柱體與第二從動內轉子的左側的圓柱體是一對規(guī)格相同的相互嚙合的齒輪，第二從動外轉子與第一從動轉子齒輪部位相對應的部位是內齒輪，二者相互嚙合；第二發(fā)電機定子的從動裝置由一個軸、三個齒輪、兩套軸承及密封總成組成，在右端蓋上開與右端蓋軸線平行的孔，第二發(fā)電機定子的從動裝置的軸在該孔內穿過，該軸兩端分別各設一套軸承及密封總成，依托右端蓋安裝，在該軸中部安裝一個與該軸剛性連接的齒輪，在第二發(fā)電機的定子的外側壁上與該齒輪相對應的部位設齒輪，這兩個齒輪相互嚙合；在該軸的右端部安裝一個與該軸中部所安裝的齒輪規(guī)格相同的與該軸剛性連接的齒輪，在主動轉子的右端部安裝一個與其剛性連接的齒輪`，這兩個齒輪相互嚙合；扭矩的輸入端為主動轉子，扭矩輸入端安裝前級變速裝置；本裝置所涉及的第一發(fā)電機、第二發(fā)電機、第三發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度因輸入變動實時變動可控，并且，各發(fā)電機的旋轉磁場的磁場強度要相互匹配。
2.根據權利要求1所述的一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置，取締本裝置的第二從動內轉子、第二發(fā)電定子從動裝置，其余不變。
3.根據權利要求1所述的一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置，取締本裝置的第一發(fā)電機定子和第二發(fā)電機定子從動裝置，將第一發(fā)電機的轉速與轉向控制裝置安裝到第二發(fā)電機內部，其余不變。
4.根據權利要求1所述的一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置，第三發(fā)電機改為實時調速的電動機，其余不變。
5.根據權利要求1所述的一種靠機械傳動實現(xiàn)風力變速、恒頻發(fā)電的風力發(fā)電裝置，本裝置的輸入端可改做輸出端，此時，本裝置的某一發(fā)電機要安裝在輸入端，被移走發(fā)電機的端口變?yōu)檩斎攵耍?余不變。
【文檔編號】F03D9/00GK203420829SQ201320441795
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年7月24日 優(yōu)先權日:2013年7月24日
【發(fā)明者】王德忠 申請人:王德忠