[发明专利]一种水平轴气传输风力发电装置及其风力发电方法

说明书

本发明涉及风力发电技术领域，公开了一种水平轴气传输风力发电装置以及风力发电方法，本发明采用凸轮与双气缸结构、连杆实现动态力传输，采用三向电动阀降低风速要求，并采用多路单向空气电动阀控制，保证供气动发电机的气量均匀，发电电压、频率稳定。与现有技术相比，本发明减少风速变化的随机性和不稳定性影响，采用压缩气体驱动发电机高速工作方法，提高发电质量；下移风力发电机，使之位于地面侧，减轻顶端设备重量，提高风能利用效率；采用气流法调节速度，去除齿轮传动系统，简化风力发电机结构并降低其运维成本。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种水平轴气传输风力发电装置及其发电方法。

背景技术

风能是大气运动形成的一种能源形式，是一种清洁无污染能源，我国风能资源非常丰富，随着经济发展对电力需求的快速增长和可持续发展的要求，以及风力发电技术的不断进步，风电产业得到了快速发展，预计到2020年，我国风电装机容量为10000KW。

风力发电机是通过风力带动叶片旋转，再通过变速器及发电机实现能量的传输及机械能转化为电能，实现将风能转化为电能的能量转换器件。按照风轮结构划分，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种。其中，水平轴风力发电机是指叶片围绕水平轴旋转，旋转平面与风向垂直的风力发电机。

目前广泛采用的是变桨距水平轴风力发电机，一般由叶片、轮毂、主轴、增速齿轮箱、高速轴、刹车装置、偏航系统、塔架等部件组成。传统风力发电机中，变速箱和发电机位于塔架上方，结构复杂，安装难度大；风机长时间运行后，变速箱内部存在齿轮磨损等问题，运维成本高；且风机需在一定的启动风速下才能启动运行。低于启动风速，风机不工作。高于切出风速时，风机也停止工作，大大降低风机的发电效率。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种水平轴气传输风力发电装置，针对水平轴风力发电机，提供一种气传输的风力发电方法，以有效解决背景技术中的问题。

技术方案：本发明提供了一种水平轴气传输风力发电装置，包括塔架，所述塔架顶端设置有主轴，主轴两端分别固定有风叶和尾翼，还包括设置于塔架顶端上呈圆形设置的多个靠轮装置，所述靠轮装置中间放置有转盘，其可绕呈圆形设置的靠轮装置所在中心轴旋转，所述转盘上设置一对主轴支撑板，所述主轴转动连接于主轴支撑板，在所述一对主轴支撑板之间设置有一凸轮，所述凸轮固定连接在主轴上，所述凸轮的凸轮槽中设置有凸轮连接轴，所述凸轮连接轴另一端固定有动态连接器，所述动态连接器底端通过连杆与一空气压缩装置连接；

所述空气压缩装置输出端与一储气装置连接，所述储气装置的输出端与气动发电机连接。

进一步地，所述凸轮为渐开线凸轮结构，其压力角为零。

进一步地，所述空气压缩装置为双气缸结构，其包括主气缸与副气缸，所述主气缸内水平设置有活塞，所述活塞与所述连杆固定连接，所述副气缸侧壁开设出气口，所述出气口与一出气管连通，所述出气管即为所述空气压缩装置输出端；所述主气缸与副气缸之间分别通过上进气管、下进气管连通，所述主气缸侧壁上端与下端分别开设上进气口与下进气口，所述副气缸内侧壁转动连接有舌头，所述舌头自由端可与副气缸侧壁的出气口上、下内壁分别接触，所述出气管上还设置有三向电动阀，其对大气导通或者对出气管导通。

进一步地，所述储气装置包括若干个储气罐，所述若干个储气罐通过管道并联后分别通过高压进气管、高压出气管与所述副气缸出气管、气动发电机连接。

进一步地，所述每个储气罐进气方向的管道上均设置有进气单向空气电动阀，出气方向的管道上设置有出气单向空气电动阀，所述每个储气罐上还设置有压力传感器。

进一步地，还包括控制器，所述控制器分别与所述三向电动阀、压力传感器、进气单向空气电动阀以及出气单向空气电动阀电性连接。