一种偏心结构的多功率发电机

刘 亮

（东华理工大学 机械与电子工程学院，江西 南昌 330013）

1 引言

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。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。风机叶片是风力发电技术进步的关键核心，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。我国风机叶片行业的发展是伴随着风电产业及风电设备行业的发展而发展起来的。由于起步较晚，风机叶片最初主要是依靠进口来满足市场需求的。随着国内企业和科研院所的共同努力，我国风机叶片行业的供给能力迅速提升。随着风力发电技术的推广，根据风场的具体情况，开发出形式多样的风力发电机，特别是对风机形状和发电结构进行改进的技术显得尤为重要。

2 风力发电机的技术方案

它包括塔柱1、法兰盘2和支撑柱8，法兰盘2的轴向上分别与塔柱1和所述支撑柱8连接，法兰盘2的上方与支撑柱8连接，法兰盘2的下方与塔柱1连接，中心传动齿轮10在支撑柱8的上方与支撑柱8转动连接，风叶轮在中心传动齿轮10的上方与中心传动齿轮10轴传动连接，法兰盘2的上盘面均匀设置有2—6台发电机3，每一台发电机3的发电机轴4分别与一个发电机齿轮11连接，各发电机齿轮11与中心传动齿轮10齿轮传动连接。

优选：所述风叶轮包括上盘7、半圆环体形叶片6、下盘5和风机轴12，半圆环体形叶片6上下两端分别与上盘7和下盘5连接，下盘5的中心下方与风机轴12连接。

如图1～3所示，偏心式多功率风力发电机包括塔柱1、法兰盘2和支撑柱8，法兰盘2的轴向上分别与塔柱1和所述支撑柱8连接，法兰盘2的上方与支撑柱8连接，法兰盘2的下方与塔柱1连接，中心传动齿轮10在支撑柱8的上方与支撑柱8转动连接，中心传动齿轮10的中心内嵌有轴承9，中心传动齿轮10通过轴承9与支撑柱8转动连接，风叶轮在中心传动齿轮10的上方与中心传动齿轮10轴传动连接，法兰盘2的上盘面均匀设置有四台功率不同发电机3，每一台发电机3的发电机轴4分别与一个发电机齿轮11通过键与键槽连接，各发电机齿轮11与中心传动齿轮10齿轮传动连接。

所述风叶轮包括上盘7、半圆环体形叶片6、下盘5和风机轴12，半圆环体形叶片6上下两端分别与上盘7和下盘5中的连接槽形成嵌入式连接，下盘5的中心下方设有风机轴12。风叶轮的下盘5底端设有风机轴12或与风机轴12固定连接，中心传动齿轮10的上方通过风机轴12与风叶轮的下盘5轴传动连接，中心传动齿轮10与风机轴12通过键与键槽连接。

中心传动齿轮10与四台发电机3上的发电机齿轮11的齿数比是2：1，传动效率是1：2。使用时：风力带动半圆环体形叶片6转动，半圆环体形叶片叶片6通过下盘5带动风机轴12转动，风机轴12通过键与键槽带动中心传动齿轮10转动，中心传动齿轮10转动带动四个发电机齿轮11转动，发电机齿轮11通过键与键槽带动发电机轴4转动，发电机轴4最终带动发电机3发电。可以根据自己的需求选择四种不同功率的发电机，从而可以达到一个风机装置可以实现四种不同输出功率的功能。

采用风机轴12通过中心传动齿轮10与四个发电机齿轮11转动连接的偏心齿轮传动方式、轴与轴承的连接方式、键与键槽的连接方式，使得整个装置牢固、稳定，风能利用效高。

图1

图2

图3

3 结语

目前，能源危机就在眼前，面对新形势，新能源作为一种可再生、无污染的替代能源，将能促进经济可持续发展，极大地减缓日益剧增的能源危机。而相比其他新能源，风能分布广泛，永不枯竭，相对于远离电网的一些地区和岛屿来说尤为重要，因此风力发电机的设计和研究显得更为重要。