[发明专利]一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组

说明书

一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组，属于风力发电机组技术领域。它解决了风力发电机组风能转换效率低以及结构设计不合理的问题。本发明由前风轮、前主轴、前增速箱、联轴器、发电机、后风轮、下风向直驱发电机、叶片、偏航系统、主机座和塔架支撑系统构成。本发明提高了风能转换效率CP值达到0.64～0.72以上，提高了风能转换效率的60％，增加年发电1500小时以上的优点。适用于陆地或海洋风电系统。

技术领域

本发明属于风力发电机组技术领域，特别涉及一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组。

背景技术

目前，国内外安装的风力发电机绝大部分是前面一个风轮，由风轮轮毂和上面安装三只风叶组成。我国大力发展风力发电机组安装数量。将会用尽我们可以开发实际安装风力发电机的陆地、海上资源。人们逐步开始由追求安装数量向追求提高风能捕获效率方面的转变。目前, 人们为了达到增加风力机组年发电小时数量，采用加大风轮直径的办法。但是风轮直径加大，单位风轮捕风面积增加，风能转换效率CP值并没有提高。风能转换效率CP值是决定风轮扑获风能转换功率的关键。风功率＝1/2×V3 ×(D/2)2×3.14×CP，所以CP值高风能功率就大，就可以多发电量。目前的单风轮三风叶风力发电机组CP值在0.42～0.48之间。申请号:202210273450.2专利申请(公布日2022.07.01)存在下列问题：一、权利要求第二条说明:“前风轮的驱动方式为直接驱动，所述的后风轮的驱动方式为半直驱”首先从申请示图看发明人是对直驱风力发电机技术基本常识缺乏，其一、是直驱发电机不可能设计在前主轴承座后面；其二、直驱发电机由于风轮转速慢，直驱发电机机数多，发电机直径大，所以，发电机是不好安装在机仓里面的；二、把直驱发电机设计在前风轮驱动，造成前风轮中心距离塔筒中心距离相近，把后风轮驱动齿轮箱带动发电机放在下风向，造成后风轮中心距塔筒中心距离相对比较远。这种方案正是违背了双风轮风力发电机组，上风向来风对上风向风轮起到辅助减少风轮弯矩功能，来风速对下风向风轮增加风轮弯矩功能的基本原理，是违反了双风轮风力发电机组设计方案的大忌；三、没有设计前、后风轮安装仰角和风叶在轮毂上安装的锥角，是与双风轮风力发电机设计方案不相符的。是不能形成双风轮风力发电机组提高风能转换效率的。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有单风轮风能转换效率CP值在0.42～ 0.48之间,风力发电机组风能转换效率低以及结构设计不合理的问题,提供了一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组,解决该问题的技术方案如下：

本发明的一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组，由前风轮、前主轴、前增速箱、联轴器、发电机、后风轮、直驱发电机、风叶、偏航控制装置、主机座和塔筒组成，前风轮设在前主轴的左侧，前主轴的右端与前增速箱输入端连接，前增速箱输出端由联轴器与发电机的输入端连接，后风轮设在直驱发电机的右侧，后风轮的后主轴的输出端与直驱发电机输入端连接，偏航控制装置的下端安装在塔筒的顶端，主机座安装在偏航控制装置的上旋转端，前增速箱、发电机和直驱发电机安装在主机座的上方和侧面。

本发明的一种前风轮增速驱动和后风轮直接驱动的风电机组，把前风轮设计为增速驱动发电机放在塔筒前方有利于加大前风轮中心与塔筒中心的距离，把后风轮直接驱动设计在塔筒后方，减小了塔筒中心与后风轮的距离，此设计符合双风轮发电机组前风轮接受前方来风时辅助减少前风轮重量弯矩，后风轮接受来风时会增加风轮重量弯矩功能的设计原则；前风轮与塔筒中心距离加大，后风轮中心与塔筒中心距离减少的设计可以减少塔筒和基础的载荷，降低风机制造成本；采用前、后风轮安装仰角和风叶在轮毂上安装锥角度数设计，有利于减少塔筒后风轮的塔筒效应，减少风机塔筒效应引发的循环振动载荷；将直驱发电机设计于座机的后侧，采用直驱发电机减少了增速箱齿轮传动级数提高了传递效率，本发明提高了风能转换效率CP值达到 0.64～0.72以上，提高了风能转换效率的60％，增加年发电1500小时以上的优点。适用于陆地或海洋风电系统。

附图说明

图1是本发明的后风轮直接驱动的双风轮风力发电机组的结构示意图，