垂直轴风力发电机启动装置

摘要

本发明公开了一种垂直轴风力发电机启动装置，包括风轮主轴和风轮，发电机叶片与叶片支撑板的外端固定连接，当发电机叶片转动时，叶片支撑板的内端向风轮主轴传递扭矩，进而驱动风轮主轴转动，叶片支撑板的内端固定于空套轴承座上，空套轴承座又通过轴承安装于风轮主轴上，另有风速自适应离合器控制空套轴承座向风轮主轴传输动力，其主动部与空套轴承座固定连接，其从动部与风轮主轴同步转动，还能沿风轮主轴轴线方向移动，使风速自适应离合器包括主动部和从动部相互离合，当主动部与从动部结合并同步转动，向风轮主轴传输扭矩，进而驱动发电机主轴转动，使垂直轴风力发电机启动。本发明具有提高风能利用效率，优化垂直轴风力发电机的自启动性能。

主权项

一种垂直轴风力发电机启动装置，包括风轮主轴（17）和风轮，所述风轮主轴（17）通过联轴器（13）和发电机主轴（14）同轴固定连接，所述风轮驱动风轮主轴（17）转动，使发电机启动，所述风轮至少包括两片发电机叶片（15），并围绕所述风轮主轴（17）均匀分布，所述发电机叶片（15）与叶片支撑板（16）的外端固定连接，当所述发电机叶片（15）转动时，所述叶片支撑板（16）的内端向所述风轮主轴（17）传递扭矩，进而驱动所述风轮主轴（17）转动，其特征在于：所述叶片支撑板（16）的内端固定于空套轴承座（1）上，所述空套轴承座（1）又通过至少一个轴承（4）安装于所述风轮主轴（17）上，所述空套轴承座（1）与所述轴承（4）的外圈固定连接，所述轴承（4）的内圈与所述风轮主轴（17）紧固装配连接，所述轴承（4）限制所述空套轴承座（1）沿所述风轮主轴（17）进行轴向移动，另有风速自适应离合器控制所述空套轴承座（1）向所述风轮主轴（17）传输动力，所述风速自适应离合器包括主动部和从动部，所述风速自适应离合器的主动部与空套轴承座（1）固定连接，所述风速自适应离合器的从动部与所述风轮主轴（17）同步转动连接，所述风速自适应离合器的从动部还能沿所述风轮主轴（17）的轴线方向移动，使所述风速自适应离合器包括主动部和从动部相互离合，当所述发电机叶片（15）在风力作用下低于额定转速时，所述风速自适应离合器的主动部与从动部分离，所述叶片支撑板（16）和所述风轮主轴（17）之间无动力传输，当所述发电机叶片（15）在风力作用下达到或高于额定转速时，所述风速自适应离合器的主动部与从动部结合并同步转动，所述叶片支撑板（16）即通过所述主动部、所述从动部向所述风轮主轴（17）传输扭矩，进而驱动所述发电机主轴（14）转动，使垂直轴风力发电机启动。2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机启动装置，其特征在于：所述风速自适应离合器为摩擦离合器。3.根据权利要求2所述的垂直轴风力发电机启动装置，其特征在于：所述风速自适应离合器为双盘摩擦离合器，其主动部为两个内摩擦盘（8、10），其从动部为两个外摩擦盘（7、11），所述内摩擦盘（8、10）和所述外摩擦盘（7、11）皆空套于所述风轮主轴（17）上，所述内摩擦盘（8、10）设置于所述空套轴承座（1）两侧，所述内摩擦盘（8、10）的背面固定于空套轴承座（1）上，所述外摩擦盘（7、11）通过连接件与所述风轮主轴（17）周向固定，使所述外摩擦盘（7、11）不能相对于所述风轮主轴（17）进行转动，所述外摩擦盘（7、11）能沿所述风轮主轴（17）的轴向滑动，所述外摩擦盘（7、11）的正面摩擦面与所述内摩擦盘（8、10）的正面摩擦面相对应进行接合与分离，在所述外摩擦盘（7、11）的背面还设有压紧机构，所述压紧机构能沿所述风轮主轴（17）的轴向滑动，所述压紧机构与空套轴承座（1）同步转动，所述压紧机构将所述空套轴承座（1）旋转产生的离心力转化为向所述外摩擦盘（7、11）的背面施加的压力，使所述外摩擦盘（7、11）与所述内摩擦盘（8、10）结合并形成摩擦副进行传动。4.根据权利要求3所述的垂直轴风力发电机启动装置，其特征在于：所述压紧机构包括两个压紧件（6、12）和至少两组滑块机构，所述滑块机构围绕所述风轮主轴（17）均匀分布，所述滑块机构皆位于相邻的两所述发电机叶片（15）之间，并保持与所述叶片支撑板（16）不接触，两个所述压紧件（6、12）压紧两个所述外摩擦盘（7、11）的背面，每组所述滑块机构皆包括一个滑块（3）、一根导轨（9）和两根连杆（5），所述导轨（9）皆有一端通过一个导轨座（2）与所述空套轴承座（1）固定连接，所述导轨（9）的另一端皆为悬挑端，所述滑块（3）沿导轨（9）滑动，每个所述滑块（3）皆与两根所述连杆（5）铰接，与同一所述滑块（3）铰接的两根所述连杆（5）又皆有一端分别与两个所述压紧件（6、12）铰接。5. 根据权利要求3或4所述的垂直轴风力发电机启动装置，其特征在于：所述内摩擦盘（8、10）为内锥盘，即所述内摩擦盘（8、10）的正面摩擦面内凹形成内锥形摩擦面，所述外摩擦盘（7、11）为外锥盘，即所述外摩擦盘（7、11）的正面摩擦面外凸形成锥形摩擦面，所述内摩擦盘（8、10）和所述外摩擦盘（7、11）相对应的正面摩擦面形状相匹配，即为当所述内摩擦盘（8、10）和所述外摩擦盘（7、11）结合时，形成圆锥台形的组合面摩擦副。6. 根据权利要求5所述的垂直轴风力发电机启动装置，其特征在于：所述风轮主轴（17）为阶梯轴，所述空套轴承座（1）和位于所述空套轴承座（1）两侧的两个所述外摩擦盘（7、11）分别装配于不同半径轴截面的轴段上。7. 根据权利要求3或4所述的垂直轴风力发电机启动装置，其特征在于：所述外摩擦盘（7、11）和所述风轮主轴（17）之间的连接件为花键。8.根据权利要求4所述的垂直轴风力发电机启动装置，其特征在于：所述发电机叶片（15）为4片，所述压紧机构的滑块机构也包括4组。9.根据权利要求5所述的垂直轴风力发电机启动装置，其特征在于：所述空套轴承座（1）通过一对并列轴承（4）安装于所述风轮主轴（17）上，所述轴承（4）为圆锥滚子轴承。10.根据权利要求8所述的垂直轴风力发电机启动装置，其特征在于：所述压紧件（6、12）为一体的X形构件，具有4个径向外伸端，所述各个连杆（5）与每个所述压紧件（6、12）的4个径向外伸端分别对应铰接。