一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机的制作方法

1.本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机。


背景技术：

2.近些年来风力发电机在飞速的发展，单体机制造越来越大，而且更有制造更大型的趋势，风力发电机大型化，叶轮、机舱、支架都随之而大，机舱在高高的支架上机体会不稳定，支架的筒身容易疲劳影响强度。在建设安装过程，需要有专用大型运输、吊装车辆，大型装备更是难以在没有道路的地面及在崎岖不平的地面行驶。因此要把风力发电机建在风源丰富的山地是很难的，所以风电场的选址受到限制，也得不到最佳风能位置，影响发电效率。
3.风力发电机是靠风能来发电，一般选址都会选择风源丰富的地方。在陆地上风源最丰富的地方就是山地，山地越高风的资源就越丰富。但是山地风电场地形条件复杂，可供布置的区域相对较少，这样风力发电机趋于大型化就不利于选择山地作风电场，山地丰富的风能资源就得不到更好的利用。风能资源高效利用是建风电场的首选，而风力发电机结构件做的越大就越在风电场选址上困难。如何把风力发电机做成小部件模块化易组装式结构更有利于选择风能资源丰富的地域且能做到风能资源合理的调配利用，成为现阶段新能源发电技术领域的一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术中存在的技术问题，鉴于此，有必要提供一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机。一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机，风力发电机包括：矩阵形网格框架、风轮立轴组、横轴传动系统、风力分配系统、稳固斜支架，风力分配系统包括：发电机组、自控系统、电动斜盘，风轮立轴组设置在矩阵形网格框架上，横轴传动系统设置在矩阵形网格框架上，风轮立轴组与横轴传动系统连接，风轮立轴组将风力下传给横轴传动系统，稳固斜支架支撑矩阵形网格框架，横轴传动系统与发电机组连接，发电机组设置有自控系统，自控系统根据风量决定开启发电机组数量,电动斜盘与风轮立轴组连接，电动斜盘根据风向风量调节风轮立轴组中风叶。
5.较佳的，矩阵形网格框架为装配组合体，由扣压板与角座组成扣接件，扣接件把横管、竖管连接组装。
6.较佳的，风轮立轴组纵向密排于矩阵形网格框架中，并逐层固定在横管上。较佳的，横轴传动系统置于风轮立轴组下端，风轮立轴组下传风力合聚于横轴传动系统。
7.较佳的，电动斜盘中的电动推杆机控制着推杆。
8.本发明风力发电机的机体是矩阵状网格框架，风叶密布其中，立轴风力下传汇集于一根横轴，发电机分组落地，用风量的大小分配式发电，结构零部件小型模块积木式，有利在复杂地形组装，矩阵状网格框架内布满风轮，风轮以立轴方式成组排列，所有立轴把风
轮的风力下传汇集在一根横轴上，横轴上并联多台发电机组，按风量大小分配发电机，选择性少开或多开发电机组，这样把不稳定的风源用适配性、选择性配比发电，风能做到合理调配和利用，这样做到风力分配、发电分组，发电机组落地。
附图说明
9.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
10.图1为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机主视图。
11.图2为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机左视图。
12.图3为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机俯视图。
13.图4为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机建在峰顶倾坡方式图。
14.图5为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机网格框架图。
15.图6为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机框架横管连接图。
16.图7为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机框架横管竖管连接图。
17.图8为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机下传横轴传动系统局部放大。
18.图9为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机风轮立轴组图。
19.图10为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机一个风轮组图。
20.图11为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机风轮工作状态图。
21.图12为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机风叶组图。
22.图13为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机风叶组a-a图。
23.图14为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机风叶轴连接图。
24.图15为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机一个风轮组轴关系图。
25.图16为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机风轮组b-b上轴座图。
26.图17为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机风轮座主视图。
27.图18为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机风轮座俯视。
28.图19为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机风轮组c部下轴座中传控轴连接方式图。
29.图20为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机电动斜盘总图。
30.图21为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机斜盘组件图。
31.图22为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机斜盘组件俯视图。
32.图23为本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机斜盘总图中d的放大图。
33.图中1-矩阵形网格框架、2-风轮立轴组、3-横轴传动系统、4-发电机组、5-稳固斜支架、6-电动斜盘、7.1-7.3-发电机房、8-斜支架、9-调角传动箱、10-横管、11-竖管、12-扣接件、13-扣压板、14-角座、15-螺栓、16-二出轴直角传动箱、17-三出轴平行传动箱、18-四出轴转角传动箱、19-短轴、20.1-20.3-轴座、21-立轴、22.1-22.3-风轮组、23.1-23.5-风轮、24.1-24.3-叶片、25-风叶、26-风叶、27-铆钉、28-风叶轴、29-短轴、30-轴窝、31-联轴器、32-联轴器、33-齿轴、34-轴端、35-螺栓、36-穿轴、37-上轴座、38.1-38.5-风轮座、39-下轴座、40.1-40.3-推拉轴、41.1-41.4-转套、42-轴座体、43-外固体、44-轴套、45-推力轴承、46-上端盖、47-螺栓、48-球轴承、49-下端盖、50-螺栓、51-短轴套、52-平键、53-滚针轴承、54-球轴承、55-推力轴承、56-端盖、57-螺栓、58-上盖板、59-外筒、60-铰接轴、61-连杆、62-铰接轴、63-转盘、64-螺栓、65-平键、66-转动球、67-顶丝、68-球轴承、69-推力轴承、70-不转动托盘、71-铰接轴、72-控盘、73-摆套、74-球笼、75-螺栓、76-下弧套、77-压盖、78-螺栓、79-螺栓、80-底盖、81-球盖、82-螺栓、83-球盖、84-球体、85-螺栓、86-电机盖、87-电动推杆电机、88-升降推杆、89-联轴器、90-螺栓、91-球轴承、92-螺栓、93-螺栓、94-轴承盖、95-输出轴。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机，总体结构特征是：矩阵形网格框架、立轴、风力下传、发电机组落地、风力分配、发电分组方式。
36.风力发电机包括：矩阵形网格框架、风轮立轴组、横轴传动系统、风力分配系统、稳固斜支架，风力分配系统包括：发电机组、自控系统、电动斜盘，风轮立轴组设置在矩阵形网格框架上，横轴传动系统设置在矩阵形网格框架下，风轮立轴组与横轴传动系统连接，风轮立轴组将风力下传给横轴传动系统，稳固斜支架支撑矩阵形网格框架，横轴传动系统与发电机组连接，发电机组设置有自控系统，自控系统根据风量决定开启发电机组数量,电动斜盘与风轮立轴组连接，电动斜盘根据风向风量调节风轮立轴组中风叶。矩阵形网格框架1为装配组合体，由扣压板13与角座14组成扣接件12，所述扣接件12把横管10、竖管11连接组装。风轮立轴组2纵向密排于矩阵形网格框架1中，并逐层固定在横管10上。横轴传动系统3置于风轮立轴组2下端，风轮立轴组2下传风力合聚于横轴传动系统3。电动斜盘6中的电动推杆机87控制着推杆88。风轮组22.1-22.3在本发明中要解决的技术问题是：要矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机的风向在风叶上是受控。风叶对迎风的方向始终保持最大受力面垂直交汇，过风面平行于风向。其风轮转动时，叶片受电动斜盘6控制，当电动斜盘6上的转盘63平行时，风叶也被调控为平行的，电动推杆机87中的推杆88有三个移动时，转盘63就开始倾斜，倾斜时叶片逐渐与风向垂直到最大迎风面或控制的最佳角度，其后转动的一周内逐渐切入到与风向平行，整个过程是叶片每转一周都是在0-90
°
范围内逐渐翻转变换，调节受风面与过风面的转换。
37.实施例1：
38.如图1、图2、图3所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机的主视图、左视图、和俯视图，完整的表达了本风力发电机的结构特征，在主视图1中矩阵形网格框架1、风轮立轴组2、横轴传动系统3展示出风力发电机整体概貌。在左视图2中稳固斜支架5、发电机组4、电动斜盘6，在图中表达了结构件在风力发电机的位置关系。图1、图2和图3中发电机组4是落地装在发电机房7.1-7.3中。风轮立轴组2把风力下传给横轴传动系统3，风力按风量大小调控分配给发电机组4中的几台或全部发电。图2中的电动斜盘6，根据风向、风量调节风轮立轴组2中的风叶翻转，在迎风、切风中变换。
39.如图4所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机，是把风力发电机建在峰顶倾坡方向示意。风力发电机固定在峰顶的倾坡方向，用斜支架8把风力发电机整体固定在坡角上，调角传动箱9是调节风轮立轴组与倾坡方向的风处于最好位置。
40.如图5、图6、图7所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机是矩阵网格框架连接方法，在框架中上下横竖交集的管件是用扣接件12组装成网格状，其中横管10与竖管11在交叉汇接处由角座14用扣压板13扣压后用螺栓15压紧紧固，组成矩阵网格框架。
41.如图8所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机的下传横轴传动系统3，它长长的下传横轴并不是独立一根，是由很多短轴和几种传动箱连接而成。在下传横轴传动系统3两端是二出轴直角传动箱16，中部是三出轴平行传动箱17，四出轴转角传动箱18是动力输出传动箱，其中有一端输出给发电机组。在每个传动箱之间都有一根短轴19相接，连接在一起就是长长的下传横轴传动系统3。下传横轴传动系统3把从各个传动箱来的风力汇聚成合力，再分别给四出轴转角传动箱18的输出轴至发电机组(图3中有三个四出轴转角传动箱)，连接三个发电机组，自控系统会根据风量大小自行决定开启发电机组数量，形成分配式发电。
42.图9所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机所描述的是一个风轮立轴组，风轮组22.1-22.3连接成整体，用轴座20.1-20.3和立轴21固定在框架上，形成一个独立单元，构成基础模块。
43.图10、图11所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机中描述的是一组风轮，即相对应在矩阵状网格框架中的一个网格中，风轮23.1-23.5装在其中，每个风轮都有三个叶片24.1-24.3，转动时根据受风面的要求在0-90
°
范围内转动。
44.图12、图13所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机中描述的是一个风叶结构，风叶轴28在装风叶处是椭圆，风叶25与风叶26对称扣装在风叶轴28上，用铆钉27铆接在一起。
45.图14所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机中描述的是风叶与轴的结构关系，风叶轴28根部由椭圆渐变成圆，再装入一短轴29，在轴窝30处压装在一起牢固成为整体，短轴29另端用与联轴器31装在一起，穿轴36再把两件固定。联轴器32与齿轴33用螺纹连在一起，同样有一穿轴固定。联轴器31与联轴器32用螺栓35紧固在一起。齿轴33的轴端34处齿部，用来驱动风叶翻转在迎风角与风向切线之间变换，每转动一周变换一次。
46.图15、图16所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机中描述的是一个风轮组轴的关系，上轴座37、下轴座39把一个风轮组安装固定在矩阵网格框架中，并
让上下相邻风轮组连通，风轮座38.1-38.5之间用转套41.1-41.4等距分开，短轴套51是间距调整套。立轴21在上轴座37中各占一半，用两个平键52连成同心轴，下轴座39连接方式与上轴座37相同。上轴座37和下轴座39是由多个零件组成，外固体43与框架连接，轴套44在轴座体42内有一个推力轴承45、球轴承48定位转动，上下端盖46/49分别用螺栓47/50装配紧固。
47.图15、图17、图18所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机中描述的是风轮组轴在风轮座38.1-38.5中的作用，当风力使风轮座38.1-38.5转动时固定在中心的立轴21会转动传递风力，推拉轴40.1-40.3也同轴同速转动，同时还上下移动调控风叶角度，在齿轴33.1-33.3的轴端34处齿部在推拉轴40.1-40.3上下移动时齿轴33.1-33.3会转动。齿轴33.1-33.3在风轮座38中，分别装在滚针轴承53、球轴承54、推力轴承55中，用螺栓57压紧端盖56。
48.图15、图19所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机中描述的是推拉轴40.1-40.3在上轴座37、下轴座39中用握手槽连接方式，使推拉轴40.1-40.3上下移动、转动同步。
49.图20、图21、图22、图23、所示本发明矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机中所描述的是在图2中的电动斜盘6，这个装置是用来调配风叶与风强度、风向的选配关系。在电动斜盘6中有两部分组成，一个是不转动部分，另一个是转动部分，这两部分都是在转动的立轴轴心上。不转动部分从下底盖80开始，四个电动推杆机87分别固定在底盖80上，电动推杆电机87升降时会摆动，因此要在电动推杆机87的上端用螺栓85固定在一个球体84上，球体84的上球盖81和下球盖83用螺栓82固定在中间并能自由活动，电机盖86用螺栓85连接在球体84上。在轴心上的球笼74，也是用螺栓75固定在底盖80上，它的作用是固定不转动件。球笼74中心的摆套73就是稳定控盘72，升降推杆88被牢固的锁定在控盘72的长槽中。电动推杆电机87让升降推杆88上下移动连接铰接轴71，实现不转动托盘70姿态变换。不转动托盘70与转盘63是用推力轴承69、球轴承68分开，压盖77用螺栓78将轴承安装固定。转动部分是转盘63和下弧套76把转动球66夹持在中间用螺栓64装好，转动球66用平键65、顶丝67固定在轴上。铰接轴71推动不转动托盘70与转盘63平行变位，转盘63上的铰接轴62连接着连杆61的一头，另一头铰接轴60连接着推拉轴40.1-40.3。电动推杆电机87决定推杆88的长度，使不转动托盘70连同转盘63的姿态就有相同的变换，推拉轴40.1-40.3就会上下移动，它们变动的轨迹影响着风叶24.1-24.3的变换角度。电动斜盘6整体是固定下轴座39上，上盖板58在下轴座39用螺栓79固定，上盖板58与外筒59用螺栓92固定，下底盖80与外筒59用螺栓93固定。球笼74下端用球轴承91与立轴21定心，轴承盖94用螺栓90压紧。95为输出轴，89为联轴器。

技术特征：
1.一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机，其特征在于，所述风力发电机包括：矩阵形网格框架(1)、风轮立轴组(2)、横轴传动系统(3)、风力分配系统、稳固斜支架(5)，风力分配系统包括：发电机组(4)、自控系统、电动斜盘(6)，所述风轮立轴组(2)设置在所述矩阵形网格框架(1)上，所述横轴传动系统(3)设置在矩阵形网格框架(1)上，风轮立轴组(2)与横轴传动系统(3)连接，风轮立轴组(2)将风力下传给横轴传动系统(3)，所述稳固斜支架(5)支撑矩阵形网格框架(1)，横轴传动系统(3)与所述发电机组(4)连接，发电机组(4)设置有所述自控系统，自控系统根据风量决定开启发电机组数量,所述电动斜盘(6)与风轮立轴组(2)连接，电动斜盘(6)根据风向风量调节风轮立轴组(2)中风叶。2.根据权利要求1所述的一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机，其特征在于，矩阵形网格框架(1)为装配组合体，由扣压板(13)与角座(14)组成扣接件(12)，所述扣接件(12)把横管(10)、竖管(11)连接组装。3.根据权利要求1或2所述的一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机，其特征在于，风轮立轴组(2)纵向密排于矩阵形网格框架(1)中，并逐层固定在横管(10)上。4.根据权利要求1所述的一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机，其特征在于，横轴传动系统(3)置于风轮立轴组(2)下端，风轮立轴组(2)下传风力合聚于横轴传动系统(3)。5.根据权利要求1所述的一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机，其特征在于，电动斜盘(6)中的电动推杆机(87)控制着推杆(88)。

技术总结
本实用新型是一种矩阵框架立轴风力下传于横轴分配式风力发电机。这种风力发电机的特点是：矩阵框架、立轴、风力下传、发电机组落地。总体结构是用矩阵网格式结构做框架，框架是装配组合体，风轮系统密排于框架中。风力发电时风力是下传给横轴传动系统，根据风力合传的大小分配给发电机组，是风力分配、发电分组方式，可实现智能自动化控制，可把不稳定的风能用适配性、选择性配比发电，风能做到合理调配和利用。这种风力发电机零部件是小型化、模块化、组装式结构，发电机组易大易小，适合多种选择。易于安装、运输，不受地形地貌限制，特别适合建在地形复杂的山地及峰顶。地形复杂的山地及峰顶。地形复杂的山地及峰顶。


技术研发人员：高明山
受保护的技术使用者：北京新洲科技有限公司
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/6/20