[发明专利]一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及垂直轴风力发电机，尤其是能够强风引起发电机失速的装置及方法。

背景技术

风力发电机刹车机构的主要作用有两方面：一是设备检修时需要将风力发电机组的叶片固定不动，二是遇到风力特别强力或者台风时为避免损坏发电机组需要将风力发电机组的叶片固定不转。现有风力发电机的刹车方式主要有机械式的刹车机构和变浆式的刹车系统。机械的刹车机构一般是由刹车盘、刹车块和液压控制装置组成的液压刹车机构，该种刹车机构的刹车盘固定在电机组的主轴上，刹车块由液压控制装置控制。当遇到风力特别强力或者台风时，为保护风力发电机组因超功率发电而受到损坏，液压控制装置控制刹车块夹紧主轴，使其减慢速度，从而限制了发电机的转速，改刹车过程中一直将全部的作用力都加在刹车片上，这使得机械振动大，刹车片磨损快，也不适合日常的维护；变浆式的刹车系统是通过改变叶片的迎风面积来达到减少叶片的受力，从而降低叶片的速度，该种方式在一般的强风下可能有用，但是对于台风级的风力来说，该种刹车方式存在很大的风险，刹车效果一般。上述两种刹车方式均存在一个关键问题，即使刹车凑效，风力发电机的叶片也很有可能被强风吹断，造成发电机组的损害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的装置，该结构简单，能够解决在风力特别强力或者台风时，发电机组失速及叶片折断的问题，确保了发电机组的安全。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，该操作简单，能够解决在风力特别强力或者台风时，发电机组失速及叶片折断的问题，确保了发电机组的安全。

为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案是：一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的装置，包括塔柱、设于塔柱上的一个以上的发电单元，所述发电单元包括Φ形叶片组、发电机，所述叶片组上端设有第一轴承并与第一轴承的外圈连接，叶片组下端设有枢接装置并与枢接装置的旋转部连接；所述发电机包括内定子、外转子，外转子上端与枢接装置的旋转部连接，外转子下端设有第三轴承并与第三轴承外圈固定，第一轴承的内圈、枢接装置的固定部、第三轴承的内圈均套在所述塔柱上；所述塔柱顶部设有起重机，所述起重机上设有吊钩；所述叶片组包括两片以上的叶片，所述叶片呈弓形，由弦及对应的弧所构成，所述弧与弦之间设有一根以上的支臂，所述支臂上设有若干供吊钩吊挂的吊耳，所述弦上设有两个以上的滑轮；每台发电单元中的第一轴承与第三轴承之间设有数量与叶片数量相同的轨道，所述轨道上端与第一轴承的外圈固定，轨道下端与第三轴承的外圈固定，所述弦和滑轮组成滑行机构与所述轨道滑动配合；所述叶片上、下两端均设有公连接机构，所述轨道上对应叶片上、下两端处设有母连接机构，所述公连接机构与所述母连接机构配合。

作为改进，所述枢接装置为第二轴承，枢接装置的旋转部为第二轴承的外圈，枢接装置的固定部为第二轴承的内圈。

作为改进，所述枢接装置由第二上轴承和第二下轴承组成，所述枢接装置的旋转部分别为第二上轴承和第二下轴承的外圈，枢接装置的固定部分别为第二上轴承和第二下轴承的内圈；所述叶片下端与所述第二上轴承的外圈固定，所述发电机外转子上端与所述第二下轴承的外圈固定；第二上轴承的外圈与第二下轴承的外圈之间设有联轴器连接。

作为改进，所述起重机还包括回转塔架、起重臂、平衡臂、平衡重、起重小车、小车行走机构、拉索、起升机构和控制系统；所述起重臂和平衡臂安装在回转塔架上，平衡重安装在平衡臂的一端，小车行走机构设置在起重臂上，起重小车设置在小车行走机构上，吊钩设置在起重小车下方，吊钩与所述拉索一端连接，拉索的另一端与起升机构连接。

作为改进，所述每台发电单元中的轨道与相邻发电单元中的轨道一一对应连接，方便处于第二层以上的发电单元的叶片的滑行导向，上方的叶片可以通过一条轨道一直向下滑行至地面，安全可靠。

作为改进，所述公连接机构为具有安装孔的两片并排设置的第一安装耳，所述母连接机构为具有安装孔的一片第二安装耳，所述第二安装耳插在两片第一安装耳之间，第一安装耳与第二安装耳之间通过销轴连接固定。叶片与轨道之间为可拆卸，方便起重机吊装叶片。

作为改进，所述公连接机构包括滑块、与滑块连接的动力机构，所述母连接机构为具有插槽为安装座，所述滑块与所述插槽配合。叶片与轨道之间为可拆卸，方便起重机吊装叶片。

作为改进，所述叶片上、下两端与对应的支臂之间设有拉索，支臂与支臂之间设有拉索。支臂和拉锁用于加强叶片结构强度，在叶片高速旋转或吊装时不会发生较大的变形而影响其结构。