一種偏心結構的多功率發電機

劉 亮

（東華理工大學 機械與電子工程學院，江西 南昌 330013）

1 引言

風力發電機一般有風輪、發電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。風輪是集風裝置，它的作用是把流動空氣具有的動能轉變為風輪旋轉的機械能。一般風力發電機的風輪由2個或3個葉片構成。風機葉片是風力發電技術進步的關鍵核心，其良好的設計、可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。我國風機葉片行業的發展是伴隨著風電產業及風電設備行業的發展而發展起來的。由于起步較晚，風機葉片最初主要是依靠進口來滿足市場需求的。隨著國內企業和科研院所的共同努力，我國風機葉片行業的供給能力迅速提升。隨著風力發電技術的推廣，根據風場的具體情況，開發出形式多樣的風力發電機，特別是對風機形狀和發電結構進行改進的技術顯得尤為重要。

2 風力發電機的技術方案

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，中心傳動齒輪10在支撐柱8的上方與支撐柱8轉動連接，風葉輪在中心傳動齒輪10的上方與中心傳動齒輪10軸傳動連接，法蘭盤2的上盤面均勻設置有2—6臺發電機3，每一臺發電機3的發電機軸4分別與一個發電機齒輪11連接，各發電機齒輪11與中心傳動齒輪10齒輪傳動連接。

優選：所述風葉輪包括上盤7、半圓環體形葉片6、下盤5和風機軸12，半圓環體形葉片6上下兩端分別與上盤7和下盤5連接，下盤5的中心下方與風機軸12連接。

如圖1～3所示，偏心式多功率風力發電機包括塔柱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，中心傳動齒輪10在支撐柱8的上方與支撐柱8轉動連接，中心傳動齒輪10的中心內嵌有軸承9，中心傳動齒輪10通過軸承9與支撐柱8轉動連接，風葉輪在中心傳動齒輪10的上方與中心傳動齒輪10軸傳動連接，法蘭盤2的上盤面均勻設置有四臺功率不同發電機3，每一臺發電機3的發電機軸4分別與一個發電機齒輪11通過鍵與鍵槽連接，各發電機齒輪11與中心傳動齒輪10齒輪傳動連接。

所述風葉輪包括上盤7、半圓環體形葉片6、下盤5和風機軸12，半圓環體形葉片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的中心下方設有風機軸12。風葉輪的下盤5底端設有風機軸12或與風機軸12固定連接，中心傳動齒輪10的上方通過風機軸12與風葉輪的下盤5軸傳動連接，中心傳動齒輪10與風機軸12通過鍵與鍵槽連接。

中心傳動齒輪10與四臺發電機3上的發電機齒輪11的齒數比是2：1，傳動效率是1：2。使用時：風力帶動半圓環體形葉片6轉動，半圓環體形葉片葉片6通過下盤5帶動風機軸12轉動，風機軸12通過鍵與鍵槽帶動中心傳動齒輪10轉動，中心傳動齒輪10轉動帶動四個發電機齒輪11轉動，發電機齒輪11通過鍵與鍵槽帶動發電機軸4轉動，發電機軸4最終帶動發電機3發電。可以根據自己的需求選擇四種不同功率的發電機，從而可以達到一個風機裝置可以實現四種不同輸出功率的功能。

采用風機軸12通過中心傳動齒輪10與四個發電機齒輪11轉動連接的偏心齒輪傳動方式、軸與軸承的連接方式、鍵與鍵槽的連接方式，使得整個裝置牢固、穩定，風能利用效高。

圖1

圖2

圖3

3 結語

目前，能源危機就在眼前，面對新形勢，新能源作為一種可再生、無污染的替代能源，將能促進經濟可持續發展，極大地減緩日益劇增的能源危機。而相比其他新能源，風能分布廣泛，永不枯竭，相對于遠離電網的一些地區和島嶼來說尤為重要，因此風力發電機的設計和研究顯得更為重要。