一种一塔单叶轮多机风力发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是一塔单叶轮多机风力发电装置。


背景技术：

2.风力发电作为一种绿色能源，越来越受到各个国家的重视。随着风力发电市场的发展，设计的单机容量越来越大，以降低风力发电机的整体制造成本，从而适应激烈的竞争市场。
3.此外，为了提高对风能的利用，专利cn107084093b公开了一种提高发电效率的风力发电设备，其通过伸缩机构对风力发电设备上的叶片进行上下高度的调节，有助于根据风力分布调节叶片的最佳高度，能够实现对风力资源利用的最大化，提高发电效率，然而该设备结构复杂，大大提高了其制造成本；专利cn109026533a公开了一种能够充分利用风能的风力风能发电装置，其通过设置两个副塔体和一个转动套，两个发电模式，且多个发电机构空间层次不一，提高了风能的空间利用率，多方位同时发电，提高了发电效率，然而，该方案中每套叶轮带动一组发电机，需要双套传动系统，装机时吊装、安装、调试难度较大，成本降低不明显，且其存在弱风无法发电或强风风能浪费的问题，基于上述内容，如何提供一种能提高对风能的利用，且成本较低的风力发电装置是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是解决上述技术问题，提供一塔单叶轮多机风力发电装置，设置单个叶轮控制多个发电机作业，根据风力驱动发电机的转动速度，调节参与发电作业的发电机数量，进而提供了一种能提高对风能的利用，且成本较低的风力发电装置。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种一塔单叶轮多机风力发电装置，包括发电机叶轮和发电机组，所述发电机叶轮和所述发电机组之间设置有转速传感器，所述发电机组包括均设置有负载控制器的第一发电机、第二发电机和第三发电机，所述第一发电机、所述第二发电机和所述第三发电机的转轴通过联轴器串联；所述转速传感器与所述负载控制器电性连接。
6.优选地，还包括塔筒和发电机舱，所述塔筒和所述发电机舱之间通过转向器连接。
7.优选地，所述转向器和所述塔筒之间通过螺栓固定连接，所述转向器和所述发电机舱之间通过螺栓固定连接。
8.优选地，还包括用于调节发电机转速的调速器，所述调速器与所述转速传感器电性连接。
9.优选地，所述发电机叶轮通过传动轴与所述发电机组传动连接。
10.优选地，所述传动轴与所述发电机组之间通过联轴器连接。
11.优选地，还包括控制箱，所述控制箱安装于所述发电机舱内部远离所述发电机叶轮的一侧。
12.优选地，所述发电机舱内设置有倾斜的发电机安装台，所述发电机安装台上沿坡
度向下依次安装有所述第一发电机、所述第二发电机和所述第三发电机。
13.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
14.1、本实用新型中一个发电机叶轮与三台发电机串联，发电机叶轮和发电机之间设置有转速传感器，三台发电机上均设置有负载控制器，当外界风力较大时，转速传感器检测到发电机转速满足额定需求，此时三台发电机均处于负载状态；当外界风力较小，转速传感器检测到发电机转速较低，风力传动功率为设计发电功率50％及以下时，控制系统控制一台或两台发电机的负载控制器断电，使发电机处于空载状态，以保证另外两台或一台，发电机仍处于满功率发电状态或低功率发电状态，解决微风弱风无法发电的问题，提高了对风能的利用范围，进而有效保证了发电效率。
15.2、本实用新型利用一个发电机叶轮带动三台发电机转动，多台小功率发电机实现了大功率发电的可能，简化了大功率发电机的制作难度，降低制造成本。
16.3、本实用新型传动轴与发电机、发电机与发电机之间采用联轴器连接，安装或拆卸方便，解决了发电机维护、维修困难的问题。
附图说明
17.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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为一塔单叶轮多机风力发电装置结构示意图；
19.其中，1、调速器，2、发电机叶轮，3、传动轴，4、第一发电机，5、第二发电机，6、第三发电机，7、发电机舱，8、控制箱，9、联轴器，10、转向器，11、塔筒。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
21.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
22.如图1所示，本实施例提供一种一塔单叶轮多机风力发电装置，其包括塔筒11，塔筒11的一端固定在地面上，另一端通过转向器10连接有发电机舱7，为便于拆卸或安装，本实施例中塔筒11与转向器10之间、转向器10与发电机舱7之间均通过螺栓连接。
23.发电机舱7的内部设置有发电机组，发电机舱7的左侧安装有发电机叶轮2，发电机舱7的内部右侧固定设置有控制箱8，控制箱8内安装有用于调控风力发电装置作业状态的控制系统；其中，发电机叶轮2与发电机组之间通过传动轴3传动连接，发电机组包括转动轴相互串联的第一发电机4、第二发电机5和第三发电机6，此外，发电机叶轮2与发电机组之间设置有转速传感器，第一发电机4、第二发电机5和第三发电机6均连接有负载控制器，负载控制器与转速传感器电性连接；发电过程中，当外界风力较大时，转速传感器检测到发电机
转速满足额定需求，此时三台发电机均处于负载状态；当外界风力较小，转速传感器检测到发电机转速较低，风力传动功率为设计发电功率50％及以下时，控制系统控制一台或两台发电机的负载控制器断电，使发电机处于空载状态，以保证另外两台或一台，发电机仍处于满功率发电状态或低功率发电状态，解决微风弱风无法发电的问题，提高了对风能的利用范围，进而有效保证了发电效率。
24.其中，控制系统控制发电机空载或负载的基本原理为：利用转速传感器将测量的风机转速信号(即发电机转速信号)转换为电信号送给控制系统，控制系统根据信号进行判断，当转速满足设定值的50％以上时，三台发电机的负载控制器保持通电状态；当转速为设定值的30％到50％时，控制系统发出控制指令，切断第一发电机4的负载控制器的供电电源，使其处于断电状态；当转速为设定值的30％以下时，控制系统发出控制指令，切断第一发电机4和第二发电机5的负载控制器的供电电源，使其均处于断电状态。
25.如图1所示，本实施例中的传动轴3与发电机、发电机与发电机之间采用联轴器9连接，安装或拆卸方便，解决了发电机维护、维修困难的问题。此外，发电机舱7内侧底部设置有倾斜的发电机安装台，且第一发电机4、第二发电机5和第三发电机6沿坡度向下的方向依次安装于发电机安装台上，通过倾斜设置的发电机安装台使得发电机叶轮2呈一定角度安装在发电机舱7的左侧，进而可获得更好的迎风效果。
26.如图1所示，本实施例中的一塔单叶轮多机风力发电装置还包括用于调节发电机转速的调速器1，调速器1与转速传感器电性连接，发电机组工作过程中，当转速传感器检测到发电机转速较低时，控制系统控制调速器1以提高发电机转速，当转速传感器检测到发电机转速较高时，控制系统控制调速器1以降低发电机转速，进而保证风力发电机的稳定发电。
27.本实施例中的一塔单叶轮多机风力发电装置的工作原理为：
28.当发电机组开始工作时，自然风力推动发电机叶轮2旋转，带动传动轴3同时转动，传动轴3将动力通过联轴器9传递给第一发电机4、第二发电机5和第三发电机6进行发电，所发电通过控制系统整流升压后输出。当风向发生变化由转向器10调整叶轮受风方向。当风力为电机设计满功率时，发电机叶轮2通过风力的驱动开始旋转，带动传动轴3转动，传动轴3带动联轴器9连接多台发电机同时正常发电，当风力为设计需求50％及以下，即转速传感器检测到发电机转速较低，风力传动功率为设计发电功率50％及以下时，控制系统通过控制负载控制器断电，脱掉一台发电机或两台发电机，使其空载，其余发电机仍正常发电。
29.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：
1.一种一塔单叶轮多机风力发电装置，其特征在于，包括发电机叶轮和发电机组，所述发电机叶轮和所述发电机组之间设置有转速传感器，所述发电机组包括均设置有负载控制器的第一发电机、第二发电机和第三发电机，所述第一发电机、所述第二发电机和所述第三发电机的转轴通过联轴器串联；所述转速传感器与所述负载控制器电性连接。2.根据权利要求1所述的一种一塔单叶轮多机风力发电装置，其特征在于，还包括塔筒和发电机舱，所述塔筒和所述发电机舱之间通过转向器连接。3.根据权利要求2所述的一种一塔单叶轮多机风力发电装置，其特征在于，所述转向器和所述塔筒之间通过螺栓固定连接，所述转向器和所述发电机舱之间通过螺栓固定连接。4.根据权利要求3所述的一种一塔单叶轮多机风力发电装置，其特征在于，还包括用于调节发电机转速的调速器，所述调速器与所述转速传感器电性连接。5.根据权利要求4所述的一种一塔单叶轮多机风力发电装置，其特征在于，所述发电机叶轮通过传动轴与所述发电机组传动连接。6.根据权利要求5所述的一种一塔单叶轮多机风力发电装置，其特征在于，所述传动轴与所述发电机组之间通过联轴器连接。7.根据权利要求6所述的一种一塔单叶轮多机风力发电装置，其特征在于，还包括控制箱，所述控制箱安装于所述发电机舱内部远离所述发电机叶轮的一侧。8.根据权利要求2-7任意一项所述的一种一塔单叶轮多机风力发电装置，其特征在于，所述发电机舱内设置有倾斜的发电机安装台，所述发电机安装台上沿坡度向下依次安装有所述第一发电机、所述第二发电机和所述第三发电机。

技术总结
本实用新型公开一种一塔单叶轮多机风力发电装置，涉及风力发电技术领域，包括发电机叶轮和发电机组，发电机叶轮和发电机组之间设置有转速传感器，发电机组包括均设置有负载控制器的第一发电机、第二发电机和第三发电机，第一发电机、第二发电机和第三发电机的转轴通过联轴器串联；转速传感器与负载控制器电性连接，外界风力较大，三台发电机均处于负载状态；外界风力较小，转速传感器检测到发电机转速较低，风力传动功率为设计发电功率50％以下时，控制系统控制一台或两台发电机的负载控制器断电，使发电机处于空载状态，以保证剩余发电机仍处于满功率发电状态或低功率发电状态，解决微风弱风无法发电的问题，提高对风能的利用范围。范围。范围。


技术研发人员：宜红团 马辰 潘志刚 柴旭峰
受保护的技术使用者：永济德耐电气机械有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/8/13