[发明专利]一种用于风力机、燃料发动机发电的恒速传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种恒速输出传动装置，尤其是一种用于将风力机、燃料发动机的变速传动输出转换为恒速传动输出的传动装置。 

背景技术

近年来，随着世界范围内对环境保护、全球温室效应的重视，各国都竞相发展包括风能在内的可再生能源的利用技术，将风能作为可持续发展的能源政策中的一种选择。风能作为最重要的清洁能源之一，受到了人们越来越强烈的关注，在人类能源利用领域中所占的份额越来越大。风力机受制于风力大小的影响，转速为变化转速，直接与发电机连接后，输出的电流、电压、频率 

由于化石能源日趋医乏以及对环境产生的影响日益显著，世界各国都在积极开发各种清洁能源。对风能的利用方式主要是利用风力发电机将风能转换为电能。随着大功率风力发电机的出现以及大规模风力发电场的建设，风能的利用正逐步商业化。风能商业化的一种基本途径是将风电并入市政电网中。由于风场的风是不稳定的，时有时无，忽大忽小，这样所产生的电能是无法进网的。目前，普遍采用的是一种恒速恒频并网运行方式，即风力发电机的转速不随风速的波动而变化，始终维持恒转速运转，从而输出恒定额定频率的交流电。然而在实践中，所获得的电能质量仍然不能令人满意。例如，市政电网要求入网交流电的频率在49.8一50Hz，而目前风力发电机输出的电力频率是48一52Hz，不能很好地与电网匹配，而且存在着不能同步的问题。再者，现有风力发电机为实现恒速恒频而配备的电力电子设备结构复杂、价格昂贵，增加了风力发电机的成本以及风场运营的成本。等参数随转速的变化而变化，不能得到恒定的 输出；燃料发动机受制于工况变化的影响，转速为变化转速，直接与发电机连接后，输出的电流、电压、频率等参数随转速的变化而变化，不能得到恒定的输出。目前较为先进的方法是将变化的电流、电压、频率等参数经过截波整流等相关电子技术得到恒定的电流、电压、频率。其缺陷是整流截波损失大量的电能，且随着风力机、燃料发动机转速变化区间的增大，其损失的电能随之增大，降低了风力机、燃料发动机发电的效率。 

中国实用新型专利CN201541175U自然力发电设备及发电机组公开了一种自然力发电设备以及由这种发电设备组成的发电机组，能够以简单的结构和低廉的成本实现电力持续稳定的输出。发电设备包括与自然力输入端相连的单向传动装置、与单向传动装置相连的差速传动装置、与差速传动装置相连的储能装置以及位于差速传动装置和发电机之间的限速装置。差速传动装置具有与单向传动装置相连的第一工作端、与发电机相连的第二工作端和与储能装置相连的第三工作端。 

中国实用新型专利CN201794993U公开了一种机械式转速控制装置和风力发电设备。风力发电设备包括:风轮，能够接收风能而转动;发电机，具有能够在来自风轮的动能下转动的输入转轴;储能装置，位于所述风轮和所述发电机之间使得所述发电机输入转轴获得稳定的转速输入。在所述发电机和所述储能装置之间设有转速控制装置，所述转速控制装置包括:第一转动构件，能够与电动机相连以在电动机驱动下按预定转速转动;第二转动构件，与所述第一转动构件啮合并与所述发电机输入转轴相连。与传统的利用电力电子设备实现恒速恒频的风力发电设备相比，本发明能够以更少的成本实现恒速恒频输出。 

上述两种现有技术中驱动装置与发电机之间需要增加蓄能装置（如重物），体积大而高，成本高，而且受蓄能装置体积（长度）的限制，发动机输出转速 可调范围低。受风力影响，该设计不能长时间高风速下运行，主要用于风速波动较快且围绕某一固定的速度波动的情况。 

中国实用新型专利CN201985678U公开了同频同步控制装置和风力发电机，所述同频用电动机固定于所述滚筒用于提供与所述转动轴线同轴的转动输出;以及第二转动构件，所述第二转动构件固定地形成于所述滚筒上，并且与所述第一转动构件相连，以在所述第一转动构件的驱动下使所述滚筒绕着所述转动轴线转动。该实用新型需要检测设备和自动控制装置，来检测发电机输出的电压、电流等参数，当不符合电网需求时，控制装置通过启动与停止来调节发电机的输入转速。但可调范围相当有限，仅为百分之几；而且存在输出转速小幅波动的问题，主要用于初步恒速后的二次调速。 

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于风力机、燃料发动机发电的恒速传动装置。