劉 亮

（東華理工大學(xué) 機(jī)械與電子工程學(xué)院，江西 南昌 330013）

1 引言

風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)（包括裝置）、調(diào)向器（尾翼）、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡(jiǎn)單，風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。風(fēng)輪是集風(fēng)裝置，它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個(gè)或3個(gè)葉片構(gòu)成。風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵核心，其良好的設(shè)計(jì)、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素。我國風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)的發(fā)展是伴隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及風(fēng)電設(shè)備行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。由于起步較晚，風(fēng)機(jī)葉片最初主要是依靠進(jìn)口來滿足市場(chǎng)需求的。隨著國內(nèi)企業(yè)和科研院所的共同努力，我國風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)的供給能力迅速提升。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的推廣，根據(jù)風(fēng)場(chǎng)的具體情況，開發(fā)出形式多樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，特別是對(duì)風(fēng)機(jī)形狀和發(fā)電結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)顯得尤為重要。

2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)方案

它包括塔柱1、法蘭盤2和支撐柱8，法蘭盤2的軸向上分別與塔柱1和所述支撐柱8連接，法蘭盤2的上方與支撐柱8連接，法蘭盤2的下方與塔柱1連接，中心傳動(dòng)齒輪10在支撐柱8的上方與支撐柱8轉(zhuǎn)動(dòng)連接，風(fēng)葉輪在中心傳動(dòng)齒輪10的上方與中心傳動(dòng)齒輪10軸傳動(dòng)連接，法蘭盤2的上盤面均勻設(shè)置有2—6臺(tái)發(fā)電機(jī)3，每一臺(tái)發(fā)電機(jī)3的發(fā)電機(jī)軸4分別與一個(gè)發(fā)電機(jī)齒輪11連接，各發(fā)電機(jī)齒輪11與中心傳動(dòng)齒輪10齒輪傳動(dòng)連接。

優(yōu)選：所述風(fēng)葉輪包括上盤7、半圓環(huán)體形葉片6、下盤5和風(fēng)機(jī)軸12，半圓環(huán)體形葉片6上下兩端分別與上盤7和下盤5連接，下盤5的中心下方與風(fēng)機(jī)軸12連接。

如圖1～3所示，偏心式多功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括塔柱1、法蘭盤2和支撐柱8，法蘭盤2的軸向上分別與塔柱1和所述支撐柱8連接，法蘭盤2的上方與支撐柱8連接，法蘭盤2的下方與塔柱1連接，中心傳動(dòng)齒輪10在支撐柱8的上方與支撐柱8轉(zhuǎn)動(dòng)連接，中心傳動(dòng)齒輪10的中心內(nèi)嵌有軸承9，中心傳動(dòng)齒輪10通過軸承9與支撐柱8轉(zhuǎn)動(dòng)連接，風(fēng)葉輪在中心傳動(dòng)齒輪10的上方與中心傳動(dòng)齒輪10軸傳動(dòng)連接，法蘭盤2的上盤面均勻設(shè)置有四臺(tái)功率不同發(fā)電機(jī)3，每一臺(tái)發(fā)電機(jī)3的發(fā)電機(jī)軸4分別與一個(gè)發(fā)電機(jī)齒輪11通過鍵與鍵槽連接，各發(fā)電機(jī)齒輪11與中心傳動(dòng)齒輪10齒輪傳動(dòng)連接。

所述風(fēng)葉輪包括上盤7、半圓環(huán)體形葉片6、下盤5和風(fēng)機(jī)軸12，半圓環(huán)體形葉片6上下兩端分別與上盤7和下盤5中的連接槽形成嵌入式連接，下盤5的中心下方設(shè)有風(fēng)機(jī)軸12。風(fēng)葉輪的下盤5底端設(shè)有風(fēng)機(jī)軸12或與風(fēng)機(jī)軸12固定連接，中心傳動(dòng)齒輪10的上方通過風(fēng)機(jī)軸12與風(fēng)葉輪的下盤5軸傳動(dòng)連接，中心傳動(dòng)齒輪10與風(fēng)機(jī)軸12通過鍵與鍵槽連接。

中心傳動(dòng)齒輪10與四臺(tái)發(fā)電機(jī)3上的發(fā)電機(jī)齒輪11的齒數(shù)比是2：1，傳動(dòng)效率是1：2。使用時(shí)：風(fēng)力帶動(dòng)半圓環(huán)體形葉片6轉(zhuǎn)動(dòng)，半圓環(huán)體形葉片葉片6通過下盤5帶動(dòng)風(fēng)機(jī)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)機(jī)軸12通過鍵與鍵槽帶動(dòng)中心傳動(dòng)齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，中心傳動(dòng)齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)四個(gè)發(fā)電機(jī)齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)齒輪11通過鍵與鍵槽帶動(dòng)發(fā)電機(jī)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)軸4最終帶動(dòng)發(fā)電機(jī)3發(fā)電。可以根據(jù)自己的需求選擇四種不同功率的發(fā)電機(jī)，從而可以達(dá)到一個(gè)風(fēng)機(jī)裝置可以實(shí)現(xiàn)四種不同輸出功率的功能。

采用風(fēng)機(jī)軸12通過中心傳動(dòng)齒輪10與四個(gè)發(fā)電機(jī)齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)連接的偏心齒輪傳動(dòng)方式、軸與軸承的連接方式、鍵與鍵槽的連接方式，使得整個(gè)裝置牢固、穩(wěn)定，風(fēng)能利用效高。

圖1

圖2

圖3

3 結(jié)語

目前，能源危機(jī)就在眼前，面對(duì)新形勢(shì)，新能源作為一種可再生、無污染的替代能源，將能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，極大地減緩日益劇增的能源危機(jī)。而相比其他新能源，風(fēng)能分布廣泛，永不枯竭，相對(duì)于遠(yuǎn)離電網(wǎng)的一些地區(qū)和島嶼來說尤為重要，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)和研究顯得更為重要。