[发明专利]一种无滑刷及双机偏航风力发电技术

说明书

本发明属机械—电子技术应用领域；确切的讲是依靠风力转换成动能及发电的装置。 

发电机因随风向转动，电机引线通常是由滑刷(电极)导出，又因10KW以上的机组的自重问题，无法由方向舵导引；本方法将叶轮与电机分离，转向时不需再需拖带电机，同时在采用双机时会适合一种电控偏航方法，且结构简化，可广泛应用于各种风力发电场合中 

本发明的目的在于解决已有技术的不足之处，一种无滑刷风力发电机及双机偏航方法，应用成熟机电领域成果，以一种电控偏航方法，无需增加其他设备，结构极大简化了。 

本发明的特点：10KW以上的机组的自重问题，巧妙地将叶轮与电机转向约束呈分离状态，转向时不需再需拖带电机，同时在采用双机时会适合一种电控偏航方法，且结构简化，可广泛应用于各种风力发电场合中 

本发明的技术关键： 

基本构造由叶片、叶片轴、偏航转轴、2向节、叶片轴齿轮、偏航转轴齿轮、行星轮、整流罩、发电机、偏航转轴轴孔、联轴套管、叶片轴轴孔、基座等组成；基本工作原理为：当地面上的水平流动的风驱动叶片使叶片轴转动，2向节的功能是即能贯穿自身的叶片轴自由转动又能支撑2端的偏航转轴(适当改变结构，整流罩也能起到2向节的功能)，叶片轴齿轮将分别驱动偏航转轴齿轮转动(偏航转轴齿轮21及16是由联轴套管刚性连接，偏航转轴在套管内可自由转动，偏航转轴齿轮8可绕该套管自由转动)，最终传到行星轮上带动发电机发电；偏航功能即可由方向舵实现，又可以由双电机的控载比例来实现(改变2电机的负载比例可产生不同方向及大小的剩余力矩，使偏航转轴转动)。 

其基本特征是：结构中使用了2向节作为叶片轴及偏航转轴的承载部件；内部的齿轮传送方式为单电机比例传动方式或双电机比例传动方式；即可使用方向舵完成偏航，也可以用单电机配合偏航方式(加装双刹车装置)或双电机偏航方式或附加偏航驱动电机来实现偏航功能；偏航转轴与基座结合的一端可自由旋转并起到支撑全部齿轮，2向节及叶片构件的作用。 

所述2向节是指：承载2个相互垂直的轴(叶片轴及偏航转轴)， 上面至少有一个能使叶片轴贯穿的轴孔，且叶片轴可自由转动。 

所述的内部的齿轮传送方式为单电机比例传动方式是指：叶片轴的转矩经2个通道传给发电机；最终由2个齿轮由电机齿轮的任意直径2端齿合，2个通道的齿轮传送到最终与电机齿轮齿合的2个齿轮时，2个齿轮的线速度相等，使得电机齿轮只有自转力矩；当对2路传送通道的转动机械部件采用不同的刹车力矩时，改变不同的力矩大小就可改变整个运动系统对偏航转轴的转动力矩输出，使得产生顺时针及逆时针甚至0力矩。 

所述的内部的齿轮传送方式为双电机比例传动方式是指：叶片轴的转矩经2个通道传给发电机；最终由2个齿轮各自驱动2电机齿轮，此种情况下当2个电机的转轴与偏航转轴平行时，改变2个电机的负载大小就可改变整个运动系统对偏航转轴的转动力矩输出，使得产生顺时针及逆时针甚至0力矩；双机偏航力矩无需耗能。 

所述技术，其特征就在于所述的双电机偏航方式是指：改变2电机的(分流或加载)阻尼情况，就改变2电机的阻尼力矩，而是偏航转轴将产生额外的力矩输出，进行偏航转动。 

再有结构也可以是：方向舵所产生的力矩驱动主轴随风转动主轴与方向舵的结合既可以是刚性联接在一起的(也可以是以常规的风力助力偏转机构结合，当风力过大时方向舵相对于主轴(绕主轴轴线或与该轴线近似平行的轴略微旋转)自动偏转一定角度；还可以以自动电子控制装置的方式实现，这2种方法都被广泛应用)(使舵的方向顺应风向)；叶片的(自)旋转方式既可以是平行轴旋叶方式也可以是垂直轴旋叶方式；动力的输出可以是由小行星齿轮输出(使用行星齿轮与行星架之间的转速差来发电)，也可以由上下叶片轴承总承(差动)输出(既是2部发电机分别装置在上叶片轴承总承与主轴及下叶片轴承总承与主轴之间，用2者的转速差来同时发电)这样才能从物理机理上获得良好的动平衡保持方向舵能尽可能的顺向风向；可以实现对主轴上的滑道鼓及主轴上的滑道盘上的滑道路径的切换，当风速超常时，进行(电磁)切换变轨到每一叶片都是转向侧面迎风，始终呈最小风阻状态，不再产生过大的旋转力矩(可以适量的继续发电)，在方向舵功能不断顺向风向的过程中，叶片的使得该构造具有抗强风功能，风叶的表面即可以是刚性或弹性的平面或曲面，也可以是复合张力膜结构，弹性膜结构有2点优点：首先；自适应风力冲击，易于形成个状态下的最大风阻，其次；缓冲瞬间冲击。