(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 207297234 U(45)授权公告日 2018.05.01
(21)申请号 201721091653.0(22)申请日 2017.08.29
(73)专利权人 湖南利能科技股份有限公司
地址 410205 湖南省长沙市高新技术开发
区桐梓坡西路468号(72)发明人 梁瑞科 唐丽
(74)专利代理机构 长沙思创联合知识产权代理
事务所(普通合伙) 43215
代理人 肖战胜(51)Int.Cl.
F03D 7/06(2006.01)F03D 80/00(2016.01)F03D 9/25(2016.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)实用新型名称
一种垂直轴风力发电机(57)摘要
本实用新型提出了一种垂直轴风力发电机，包括刹车装置，所述刹车装置通过刹车连接件固定在发电机的外壳上，所述刹车装置包括制动器、推杆和推杆电机，所述制动器包括第一抱闸和第二抱闸，发电机的转轴设置在所述第一抱闸和第二抱闸之间，所述推杆电机驱动所述推杆伸长或回缩从而实现制动器打开或抱闸。所述刹车装置采用抱轴式刹车机构，该装置设置有推杆，推杆推到最大行程时，刹车松开，风力发电机正常发电。推杆回缩时，刹车逐步抱紧电机轴，从而达到刹车的目的，刹车动作时，垂直轴风力发电机刹车，停止发电。本实用新型所述的垂直轴风力发电机，操作方便、刹车力矩大，且能够降低刹车制动难度，提高制动效果。
CN 207297234 UCN 207297234 U
权 利 要 求 书
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1.一种垂直轴风力发电机，包括叶片和发电机，所述叶片通过支臂和叶片连接件与发电机相连，其特征在于，
所述垂直轴风力发电机还包括刹车装置，所述刹车装置通过刹车连接件固定在发电机的外壳上，所述刹车装置包括制动器、推杆和推杆电机，所述制动器包括第一抱闸和第二抱闸，发电机的转轴设置在所述第一抱闸和第二抱闸之间，所述推杆电机驱动所述推杆伸长或回缩从而实现制动器打开或抱闸。
2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述第一抱闸和第二抱闸相对发电机的转轴对称设置。
3.根据权利要求2所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述第一抱闸和第二抱闸结构相同。
4.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述发电机通过法兰盘与风机的风轮相连接。
5.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述推杆电机通过油缸或汽缸带动推杆伸缩。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述推杆伸长到最大行程时，所述制动器松开，所述推杆回缩时，所述制动器逐步抱紧发电机的转轴。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述第一抱闸和第二抱闸分别固定在第一臂架和第二臂架的中部，所述第一臂架的一端和第二臂架的一端固定在下连接法兰上，所述第一臂架的另一端和第二臂架的另一端通过推杆连接。
8.根据权利要求7所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述第一臂架和第二臂架相对发电机的转轴对称设置。
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CN 207297234 U
说 明 书一种垂直轴风力发电机
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技术领域
[0001]本实用新型涉及风力发电机领域，特别涉及一种垂直轴风力发电机。
背景技术
[0002]风能是水能之外最具规模应用前景的可再生能源，受到世界各国的高度重视。中国已成为世界上最活跃的风电市场。2009年全国新增风电装机容量超过800万千瓦，累计总容量已达2000万千瓦以上。因此，我国风力发电设备制造业及相关领域的市场前景十分广阔。风力发电机按旋转轴的方向来分，可分为水平轴和垂直轴两种。目前被广泛应用的是水平轴风力发电机，但其存在设计制造复杂，造价居高不下等缺陷。相比之下，经过改进设计的垂直轴H型风力发电机以启动风速低、风能利用率高和无噪声等众多优点，具备更加广阔的市场应用前景。在风力发电机使用过程中，为了避免风力突然增大而给机组运行造成损害，需要采用一定的制动措施。在现有的大型水平轴风力发电机中，通常使用碟型或抱闸刹车，由于垂直轴风力机的低转速、高扭矩的特性，同时在强风时无法偏航减小迎风面积，因此相同功率下水平轴风力机的刹车力矩比垂直轴风力机小得多，导致水平轴风力机的刹车机构无法用于相同功率的垂直轴风力机。[0003]目前垂直轴风力发电机组系统，无相关专利提出刹车方式，目前垂直轴风力发电机中，都是采用风机短路和卸荷的方式刹车。发电机短路，由于电磁之间的作用，发电机瞬间力矩较大，风机不转，从而达到刹车的目的。刹车后风轮受到的风则通过卸荷阀排出，该刹车方式需要在无风时提前刹车，同时在大风情况或风轮强度不够时容易造成损坏，有一定风险。同时发电机不能长期处于短接状态，会影响风机寿命。[0004]综上所述，如何提供一种垂直轴风力发电机，减少刹车过程中对风机寿命的影响，避免在大风情况或风轮强度不够时对风机造成损坏，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是：提供一种垂直轴风力发电机，其在刹车过程中可以减少对风机寿命的影响。
[0006]本实用新型的解决方案是这样实现的：一种垂直轴风力发电机，包括叶片和发电机，所述叶片通过支臂和叶片连接件与发电机相连，其中，所述垂直轴风力发电机还包括刹车装置，所述刹车装置通过刹车连接件固定在发电机的外壳上，所述刹车装置包括制动器、推杆和推杆电机，所述制动器包括第一抱闸和第二抱闸，发电机的转轴设置在所述第一抱闸和第二抱闸之间，所述推杆电机驱动所述推杆伸长或回缩从而实现制动器打开或抱闸。[0007]本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一抱闸和第二抱闸相对发电机的转轴对称设置。
[0008]本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一抱闸和第二抱闸结构相同。
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说 明 书
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本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述发电机通过法兰盘与风机
的风轮相连接。
[0010]本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述推杆电机通过油缸或汽缸带动推杆伸缩。
[0011]本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述推杆伸长到最大行程时，所述制动器松开，所述推杆回缩时，所述制动器逐步抱紧发电机的转轴。[0012]本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一抱闸和第二抱闸分别固定在第一臂架和第二臂架的中部，所述第一臂架的一端和第二臂架的一端固定在下连接法兰上，所述第一臂架的另一端和第二臂架的另一端通过推杆连接。[0013]本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一臂架和第二臂架相对发电机的转轴对称设置。
[0014]从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：[0015]在本实用新型提供的实施例中，提出一种垂直轴风力发电机，包括刹车装置，所述刹车装置通过刹车连接件固定在发电机的外壳上，所述刹车装置包括制动器、推杆和推杆电机，所述制动器包括第一抱闸和第二抱闸，发电机的转轴设置在所述第一抱闸和第二抱闸之间，所述推杆电机驱动所述推杆伸长或回缩从而实现制动器打开或抱闸。所述垂直轴风力发电机设置的刹车装置使得在高风速区的情况下，可以回缩推杆，使得制动器抱闸从而达到风力机制动的目的，可以实现及时刹车，同时刹车力矩足够，能够更好的保护风力机，提高系统运行的安全性和稳定性。同时，所述刹车装置采用抱轴式刹车机构，该装置设置有推杆，推杆推到最大行程时，刹车松开，风力发电机正常发电。推杆回缩时，刹车逐步抱紧电机轴，从而达到刹车的目的，刹车动作时，垂直轴风力发电机刹车，停止发电。本实用新型所述的垂直轴风力发电机，操作方便、刹车力矩大，且能够降低刹车制动难度，提高制动效果。
附图说明
[0016]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。[0017]图1为本实用新型一种实施方式中垂直轴风力发电机的结构图；[0018]图2为图1中所示垂直轴风力发电机的刹车装置的结构图。[0019]图中：[0020]1叶片 2支臂 3叶片连接件 4刹车连接件[0021]5刹车装置 51第一抱闸 52第二抱闸 53推杆[0022]54油缸 55第一臂架 56第二臂架 57下连接法兰[0023]6法兰盘 7发电机具体实施方式
[0024]下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
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CN 207297234 U[0025]
说 明 书
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本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”
“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。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“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。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。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。[0026]本实用新型实施例如下，如图1和图2所示，一种垂直轴发电机，包括叶片1和发电机7，所述叶片1通过支臂2和叶片连接件3与发电机7相连，叶片1为垂直轴发电机的受风部分，其通过风轮部分捕捉风能从而带动发电机旋转，达到发电的目的。其中，所述垂直轴发电机还包括刹车装置5，所述刹车装置5通过刹车连接件4固定在发电机7的外壳上，所述刹车装置5包括制动器、推杆53和推杆电机，所述制动器包括第一抱闸51和第二抱闸52，发电机7的转轴设置在所述第一抱闸51和第二抱闸52之间，所述推杆电机驱动所述推杆53伸长或回缩从而实现制动器打开或抱闸。其中，所述第一抱闸51和第二抱闸52可以为瓦块型结构，采用卡装式整体成型。优选的是，还设置有风速检测装置，当检测到风速过快时，所述推杆电机自动推动所述推杆53回缩，刹车装置抱闸，从而达到制动目的。这样，推杆行程可调，推杆缩回过程中，缓慢回缩，从而制动部分逐渐锁死，这就提高了刹车装置的刹车力矩，从而降低刹车制动的难度，提高了制动效果。优选的是，推杆53还设置有自锁功能，断电后可继续维持刹车状态，省力省电。[0027]在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述第一抱闸51和第二抱闸52相对发电机7的转轴对称设置。[0028]在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述第一抱闸51和第二抱闸52结构相同。
[0029]在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述发电机7通过法兰盘6与
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说 明 书
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风机的风轮相连接。
[0030]在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述推杆电机通过油缸54或汽缸带动推杆53伸缩。
[0031]在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述推杆53伸长到最大行程时，所述制动器松开，所述推杆53回缩时，所述制动器逐步抱紧发电机7的转轴。[0032]在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述第一抱闸51和第二抱闸52分别固定在第一臂架55和第二臂架56的中部，所述第一臂架55的一端和第二臂架56的一端固定在下连接法兰57上，所述第一臂架55的另一端和第二臂架56的另一端通过推杆53连接。
[0033]在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述第一臂架55和第二臂架56相对发电机7的转轴对称设置。[0034]从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：[0035]在本实用新型提供的实施例中，提出一种垂直轴发电机，包括刹车装置5，所述刹车装置5通过刹车连接件4固定在发电机7的外壳上，所述刹车装置5包括制动器、推杆53和推杆电机，所述制动器包括第一抱闸51和第二抱闸52，发电机7的转轴设置在所述第一抱闸51和第二抱闸52之间，所述推杆电机驱动所述推杆53伸长或回缩从而实现制动器打开或抱闸。所述垂直轴发电机设置的刹车装置5使得在高风速区的情况下，可以回缩推杆53，使得制动器抱闸从而达到风力机制动的目的，可以实现及时刹车，同时刹车力矩足够，能够更好的保护风力机，提高系统运行的安全性和稳定性。同时，所述刹车装置5采用抱轴式刹车机构，该装置设置有推杆53，推杆53推到最大行程时，刹车松开，发电机正常发电。推杆53回缩时，刹车逐步抱紧电机轴，从而达到刹车的目的，刹车动作时，垂直轴发电机刹车，停止发电。本实用新型所述的垂直轴发电机，操作方便、刹车力矩大，且能够降低刹车制动难度，提高制动效果。
[0036]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
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说 明 书 附 图
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