一种风力发电设备的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风力发电设备。


背景技术：

2.风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
3.在现有专利中（公告号：cn107100796a，公告日：2017.08.29）公开了一种具有实时温度监测功能的新型风力发电装置，其发电装置内部设有行星齿轮增速箱，行星齿轮增速箱内部的行星齿轮系中各轮的齿数能可获得很大的传动比，即可对风力产生的动力进行增速，发电机即可产生较大的电能，提高风能的利用率。
4.但是，目前市面上的风力发电机还存在以下缺陷：
5.1、风力发电机的风叶均为单头固定，其刚性较差，强度低，因而限制了风叶设计时的长度和宽度；
6.2、风力发电机中的风叶具有变桨的功能，变桨用于稳定输出电压，风小调到最大或风大调最小，但是风速小于一定范围，即微风时就会通过刹车装置进行锁定，用于保护增速波箱，此时是无法发电的，需要使用风速装置进行检测，当检测到发电量可以达到需求后才松开刹车装置进行发电，导致风速较小时无法收集能量；
7.3、风叶旋转时通过增速波箱驱动发电机运转，增速波箱的成本高，而且工作时的噪音大；
8.4、风力发电机通过单钢架进行支撑，为了防止风力发电机发生倒塌，安装处地基的需求很高，单钢架是整体的结构，运输费用高。


技术实现要素：

9.本实用新型为克服上述情况不足，提供了一种能解决上述问题的技术方案。
10.一种风力发电设备，包括底架、转动盘、风车、支架、皮带和发电装置；
11.转动盘转动配合安装在底架上，支架和发电装置均固定安装在转动盘上；
12.风车包括中心轴、环形外圈和若干个风叶，中心轴转动配合安装在支架内，若干个风叶安装在中心轴的外侧，环形外圈安装在若干个风叶的外端；
13.中心轴和环形外圈之间固定安装有若干个支撑杆，若干个支撑杆和若干个风叶之间相互错开设置；
14.发电装置包括主发电机、副发电机和电动机，皮带配合安装在环形外圈的外侧、主发电机、副发电机和电动机之间，副发电机和电动机之间相互电性连接。
15.作为本实用新型进一步的方案：底架呈圆盘结构，底架上侧的外边沿处固定安装有若干个转向轮，若干个转向轮之间相互圆形阵列布置，转动盘通过若干个转向轮转动配合安装在底架上；
16.底架上还固定安装有若干个导轮，导轮的方向和转向轮的方向相互垂直设置，若干个导轮分别安装在转动盘底边沿处的内外两侧。
17.作为本实用新型进一步的方案：中心轴的截面成型方形结构，风叶的外端转动配合安装在环形外圈的内侧，中心轴和风叶之间固定安装有转向装置，转向装置驱动风叶进行转向。
18.作为本实用新型进一步的方案：支架的顶端固定安装有风向装置和风速装置，转向装置与风速装置相互信号连接，风向装置与转动盘相互信号连接。
19.作为本实用新型进一步的方案：支架采用上窄下宽的三角支架，支架的两侧均固定安装有多条单绳，风车位于两侧的多条单绳之间。
20.作为本实用新型进一步的方案：环形外圈的内圈处一体成型设置有若干个风车加强筋。
21.作为本实用新型进一步的方案：环形外圈的外圈处一体成型设置有皮带轮，皮带通过皮带轮配合安装在环形外圈的外侧。
22.作为本实用新型进一步的方案：支架的顶端安装有避雷针。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
24.1、将风叶固定安装到中心轴和环形外圈之间，让风叶的双端都能够得到固定安装，可以根据需求来设计风叶的长度和宽度，工作中的刚性强度高，不易发生损坏；
25.2、支架安装在转动盘上，安装在支架上的风车能够通过转动盘进行转向，进而对准风向让风车能够更好的接收风量；
26.3、风量经过风车时带动风车旋转，风车通过皮带带动主发电机和副发电机旋转，主发电机用于风能发电，副发电机在高电压时加大对风车的负荷，同时副发电机能够通过连接蓄电池蓄存电量，其蓄存的电量能够在微风时给电动机供电，电动机通过皮带加快风车的转速，进而加长风车在微风时的转动时间，增加了主发电机的发电时长，还能利用风速较小时所产生的能量进行蓄能；
27.4、无需设计增速波箱，仅通过皮带进行传动，由于风车的外径远大于主发电机的主轴，进而实现加速传动，皮带对比增速波箱而言，成本低，噪音低，而且不用设计刹车装置来保护增速波箱，将风速较小时所产生的能量用于蓄能；
28.5、对地基的要求低，适用性广；
29.6、设备能够在现场进行组装，降低了运输成本。
30.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本实用新型的主视结构示意图；
33.图2是本实用新型的侧视结构示意图；
34.图3是卸去风车后的结构示意图；
35.图4是风车的结构示意图。
36.图中所示：1、底架；2、转动盘；3、风车；31、中心轴；32、环形外圈；33、风叶；4、支架；5、皮带；6、发电装置；61、主发电机；62、副发电机；63、电动机；7、支撑杆；8、转向轮；9、导轮；10、转向装置；11、风向装置；12、风速装置；13、多条单绳；14、风车加强筋；15、皮带轮；16、避雷针。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
38.通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
39.基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.如图1-4所示，本实用新型的一种风力发电设备，包括底架1、转动盘2、风车3、支架4、皮带5和发电装置6；
43.转动盘2转动配合安装在底架1上，支架4和发电装置6均固定安装在转动盘2上；
44.风车3包括中心轴31、环形外圈32和若干个风叶33，中心轴31转动配合安装在支架4内，若干个风叶33安装在中心轴31的外侧，环形外圈32安装在若干个风叶33的外端；
45.中心轴31和环形外圈32之间固定安装有若干个支撑杆7，若干个支撑杆7和若干个风叶33之间相互错开设置；
46.发电装置6包括主发电机61、副发电机62和电动机63，皮带5配合安装在环形外圈32的外侧、主发电机61、副发电机62和电动机63之间，副发电机62和电动机63之间相互电性连接；
47.其原理是：将风叶33固定安装到中心轴31和环形外圈32之间，让风叶33的双端都能够得到固定安装，可以根据需求来设计风叶33的长度和宽度，工作中的刚性强度高，不易发生损坏；支架4安装在转动盘2上，安装在支架4上的风车3能够通过转动盘2进行转向，进而对准风向让风车3能够更好的接收风量，风量经过风车3时带动风车3旋转，风车3通过皮
带5带动主发电机61和副发电机62旋转，主发电机61用于风能发电，副发电机62在高电压时加大对风车3的负荷，同时副发电机62能够通过连接蓄电池蓄存电量，其蓄存的电量能够在微风时给电动机63供电，电动机63通过皮带5加快风车3的转速，进而加长风车3在微风时的转动时间，增加了主发电机61的发电时长，利用皮带5进行传动，相比于现有的增速波箱而言，具有低噪音、低成本的优势。
48.当风量带动风车3转动时，主发电机61发电的电压需要达到额定电压380v,当电压值在300-370v时，风车3可以通过副发电机62和电动机63进行蓄能增速，让其转速可以达到额定电压的发电需求，微风状态时，主发电机61不足以发电，则电压在300v以下时，能够通过副发电机62蓄存电量到蓄电池中实现蓄能，进而加长设备在微风情况下的可发电时长。
49.作为本实用新型进一步的方案：底架1呈圆盘结构，底架1上侧的外边沿处固定安装有若干个转向轮8，若干个转向轮8之间相互圆形阵列布置，转动盘2通过若干个转向轮8转动配合安装在底架1上；转向轮8的设置能够确保转动盘2在若干个底架1上旋转时的稳定性。
50.底架1上还固定安装有若干个导轮9，导轮9的方向和转向轮8的方向相互垂直设置，若干个导轮9分别安装在转动盘2底边沿处的内外两侧；导轮9的设置能够让转动盘2保持在水平的状态下进行转动，保证强风不会吹到风车3。
51.作为本实用新型进一步的方案：中心轴31的截面成型方形结构，风叶33的外端转动配合安装在环形外圈32的内侧，中心轴31和风叶33之间固定安装有转向装置10，转向装置10驱动风叶33进行转向；通过转向装置10来控制风叶33所在的角度，转向装置10带动风叶33转动到45
°
或-45
°
的位置，用于接收正面或反面的风。
52.作为本实用新型进一步的方案：支架4的顶端固定安装有风向装置11和风速装置12，转向装置10与风速装置12相互信号连接，风向装置11与转动盘2相互信号连接；风向装置11接收当前的风向信息驱动转动盘2进行转动，让风车3的正面或反面能够对准来风方向，然后通过风速装置12接收当前的风速信息驱动转向装置10运转，遇到强风时转向装置10可以带动风叶33转动到0
°
的位置，进而避免强风对其造成损坏。
53.作为本实用新型进一步的方案：支架4采用上窄下宽的三角支架，支架4的两侧均固定安装有多条单绳13，风车3位于两侧的多条单绳13之间；多条单绳13的设置能够阻挡飞禽，进而避免伤害到野生动物，三角支架的设置让支架4的受力点增加，能够提高风车3的稳定性。
54.作为本实用新型进一步的方案：环形外圈32的内圈处一体成型设置有若干个风车加强筋14；使得风车3的结构不易发生损坏，使用寿命提高。
55.作为本实用新型进一步的方案：环形外圈32的外圈处一体成型设置有皮带轮15，皮带5通过皮带轮15配合安装在环形外圈32的外侧；使得风车3与皮带5之间的传动配合更加稳定。
56.作为本实用新型进一步的方案：支架4的顶端安装有避雷针16；避雷针16单独引线进行接地设置，支架4和避雷针16之间相互绝缘分隔，能够有效避雷，保证设备能够使用在雷雨天气中，且受到雷击时不易发生损坏。
57.本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实
用新型技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种风力发电设备，其特征在于：包括底架、转动盘、风车、支架、皮带和发电装置；转动盘转动配合安装在底架上，支架和发电装置均固定安装在转动盘上；风车包括中心轴、环形外圈和若干个风叶，中心轴转动配合安装在支架内，若干个风叶安装在中心轴的外侧，环形外圈安装在若干个风叶的外端；中心轴和环形外圈之间固定安装有若干个支撑杆，若干个支撑杆和若干个风叶之间相互错开设置；发电装置包括主发电机、副发电机和电动机，皮带配合安装在环形外圈的外侧、主发电机、副发电机和电动机之间，副发电机和电动机之间相互电性连接。2.根据权利要求1所述的一种风力发电设备，其特征在于：底架设置有若干个，底架的上端固定安装有转向轮，若干个底架圆形阵列布置在转动盘的底侧，转动盘通过转向轮转动配合安装在若干个底架上；转动盘底边沿处的内外两侧均设置有导轮，导轮安装在底架上，导轮的方向和转向轮的方向相互垂直设置。3.根据权利要求1所述的一种风力发电设备，其特征在于：中心轴的截面成型方形结构，风叶的外端转动配合安装在环形外圈的内侧，中心轴和风叶之间固定安装有转向装置，转向装置驱动风叶进行转向。4.根据权利要求3所述的一种风力发电设备，其特征在于：支架的顶端固定安装有风向装置和风速装置，转向装置与风速装置相互信号连接，风向装置与转动盘相互信号连接。5.根据权利要求1所述的一种风力发电设备，其特征在于：支架采用上窄下宽的三角支架，支架的两侧均固定安装有多条单绳，风车位于两侧的多条单绳之间。6.根据权利要求1所述的一种风力发电设备，其特征在于：环形外圈的内圈处一体成型设置有若干个风车加强筋。7.根据权利要求1所述的一种风力发电设备，其特征在于：环形外圈的外圈处一体成型设置有皮带轮，皮带通过皮带轮配合安装在环形外圈的外侧。8.根据权利要求1所述的一种风力发电设备，其特征在于：支架的顶端安装有避雷针。

技术总结
本实用新型公开了一种风力发电设备，包括底架、转动盘、风车、支架、皮带和发电装置；转动盘转动配合安装在底架上，支架和发电装置均固定安装在转动盘上；风车包括中心轴、环形外圈和若干个风叶，中心轴转动配合安装在支架内，若干个风叶安装在中心轴的外侧，环形外圈安装在若干个风叶的外端；中心轴和环形外圈之间固定安装有若干个支撑杆；发电装置包括主发电机、副发电机和电动机，皮带配合安装在环形外圈的外侧、主发电机、副发电机和电动机之间，副发电机和电动机之间相互电性连接；本实用新型风叶的尺寸设计可以不受限制，能够收集微风状态下所产生的能量，能量用在风量小时增快风车的转速，利用皮带进行传动，具有成本低、噪音低的优势。的优势。的优势。


技术研发人员：黄国耀 黄志康 黄志斌 黄志琪
受保护的技术使用者：黄国耀
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/8/2