一种风力发电机的制作方法

本实用新型涉及一种发电装置，尤其涉及一种风力发电机。

背景技术：

风能作为一种清洁能源，越来越受到世界各国的重视，我国的风能蕴量大，分布广，风力发电已得到一定应用。风力发电机是利用风叶将风能转变为机械能，通过变速箱带动发电机发电。发电部分均安装在铁塔的上部，高空安装步骤繁杂，安装难度大，耗时长，维修困难；每台机组仅能装配一台发电机，装机容量小；风叶调向装置仅能在一定角度内调向，风能利用率小。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种风力发电机，不仅安装维修方便，省时省力，能装配一台以上的发电机，提高装机容量，而且风叶能实现360调向，提高风能利用率。

本实用新型采用的技术方案是：一种风力发电机，包括风叶、轮毂、变速箱及发电机，顶端齿轮箱、塔筒、垂直传动轴、直角齿轮，顶端齿轮箱置于塔筒顶部并延伸嵌套于塔筒内部，垂直传动轴置于塔筒内部，直角齿轮置于塔筒底部，所述顶端齿轮箱包括齿轮箱配重和伞齿轮组，顶端齿轮箱的延伸部分底面设有垂直传动轴限位孔，所述伞齿轮组由纵向伞齿轮和横向伞齿轮组成，纵向伞齿轮与轮毂连接，风叶安装在轮毂上，横向伞齿轮与垂直传动轴上端连接 ，垂直传动轴的下端与底部的直角齿轮连接，变速箱及发电机与直角齿轮连接。

优选地：所述伞齿轮为螺旋伞齿轮。

优选地：所述变速箱及发电机为一组以上。

优选地：所述的塔筒为中空结构，上端直径大，中段直径小，下端直径大的过渡圆柱体。

上述风力发电机还包括：风向检测装置，风叶调向轨道，顶端齿轮箱制动装置、垂直传动轴制动装置、直角齿轮制动装置，风向检测装置置于顶端齿轮箱上部， 风叶调向轨道置于塔筒顶端，顶端齿轮箱制动装置置于顶端齿轮箱延伸部分的底面，垂直传动轴制动装置置于塔筒内部，直角齿轮制动装置与直角齿轮相连接。所述风向检测装置包括风向检测装置本体、风向标、A传感器和B传感器，风向标和A传感器置于风向检测装置本体上， 传感器B固定在风向标上。

优选地：所述垂直传动轴制动装置为两组。

发电机工作时，风叶旋转将风能转化为机械能，通过伞齿轮变向90度由垂直传动轴传到地面的直角齿轮，直角齿轮带动地面的变速箱及发电机发电，实现变速箱及发电机下置和多台发电机并机发电的功能。

风向检测装置检测到风向改变时，传感器发出指令，控制顶端齿轮箱制动装置、垂直传动轴制动装置、直角齿轮制动装置的打开及锁死状态，实现顶端齿轮箱在风叶调向轨道上360度旋转，从而实现风叶的360度调向。

具体调向过程是： 风力发电机在正常工作时，风向标上B传感器与A传感器正相对 （ 此时风叶朝向即为风向 ） ，顶端齿轮箱制动锁死，垂直传动轴制动与直角齿轮制动完全放开。

当风向改变时，风向标旋转，指向此时的风向， B传感器随风向标转动，此时 ，A传感器检测不到B传感器与其相对 ，A传感器立即同时发出 3 个信号 ： 释放顶端齿轮箱制动的信号；轻制动垂直传动轴的信号；轻制动直角齿轮的信号。此时状态为 ：横向伞齿轮转速下降，纵向伞齿轮由于与风叶同轴，风叶由于惯性转速不会立刻下降，故速度大于横向伞齿轮 ，横向伞齿轮就充当了纵向伞齿轮的轨道 ，纵向伞齿轮运动变为围绕横向伞齿轮的 “ 自转+ 圆周运动 ”， 齿轮箱在风叶调向轨道上旋转。 当A传感器检测到与B传感器相对时，立即发出三个信号： 锁死顶端齿轮箱制动的信号； 完全释放垂直传动轴的信号；完全释放直角齿轮制动的信号。此时，风叶调向完成。

制动方式：

①顶端齿轮箱制动方式：顶端齿轮箱下部装有顶端齿轮箱制动装置，接收到制动命令时，制动片伸出，与塔筒内壁摩擦产生制动力；

②垂直传动轴制动方式：垂直传动轴制动装置处于释放状态时，制动片收回，制动系统处于制动状态时，制动片伸出，与垂直传动轴摩擦产生制动力；

③直角齿轮制动方式：采用磁粉制动器，达到传递、制动扭矩的目的。

本实用新型的有益效果是：采用伞齿轮、垂直传动轴和直角齿轮连接，将高空机械能90度变向传到地面，实现变速箱及发电机下置和多台发电机并机发电的功能，方便安装维修，省时省力，提高装机容量；采用风向检测装置和齿轮箱制动装置、垂直传动轴制动装置、直角齿轮制动装置相互配合，控制制动装置的打开及锁死状态，实现顶端齿轮箱在风叶调向轨道上360度旋转，从而实现风叶的360度调向，提高风能利用率。

本实用新型主要针对年平均功率风速较高的地区。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2 为本实用新型风叶检测装置的结构示意图。

图中：1、风叶，2、轮毂，3、变速箱及发电机，4、顶端齿轮箱，5、塔筒，6、垂直传动轴，7、直角齿轮，8、垂直传动轴限位孔，9、齿轮箱配重，10、伞齿轮，11、风向检测装置，12、风叶调向轨道，13、顶端齿轮箱制动装置，14、垂直传动轴制动装置，15、直角齿轮制动装置，16、风向检测装置本体，17、风向标，18、A传感器，19、B传感器。

具体实施方式

如图所示：一种风力发电机，包括风叶1、轮毂2、变速箱及发电机3，顶端齿轮箱4、塔筒5、垂直传动轴6、直角齿轮7，风向检测装置11，风叶调向轨道12，顶端齿轮箱制动装置13、垂直传动轴制动装置14和直角齿轮制动装置15。塔筒5为中空结构，上端直径大，中段直径小，下端直径大的过渡圆柱体；顶端齿轮箱4置于塔筒5顶部并延伸嵌套于塔筒5内部，延伸部分底面设有垂直传动轴限位孔8，垂直传动轴6置于塔筒5内部，并穿过垂直传动轴限位孔8，直角齿轮7置于塔筒5底部，变速箱及发电机3为3组，与直角齿轮7连接；顶端齿轮箱4包括齿轮箱配重9和伞齿轮10，伞齿轮10为螺旋伞齿轮，由纵向伞齿轮和横向伞齿轮组成，纵向伞齿轮与轮毂2连接，风叶1安装在轮毂2上，横向伞齿轮与垂直传动轴6上端连接 ，垂直传动轴6的下端与底部的直角齿轮7连接；风向检测装置11置于顶端齿轮箱4上部， 风叶调向轨道12置于塔筒5顶端，顶端齿轮箱制动装置13置于顶端齿轮箱4延伸部分的底面，垂直传动轴制动装置14为两组，置于塔筒5内部，直角齿轮制动装置15与直角齿轮7相连接；所述风向检测装置11包括风向检测装置本体16、风向标17、A传感器18和B传感器19，风向标17和A传感器18置于风向检测装置本体16上，B传感器19固定在风向标上。

发电机工作时，风叶1旋转将风能转化为机械能，通过伞齿轮10变向90度由垂直传动轴6传到地面的直角齿轮7，直角齿轮7带动地面的变速箱及发电机3发电，实现变速箱及发电机3下置和多台发电机并机发电的功能。

风力发电机正常工作时，风向标17上B传感器19与A传感器18正相对 （ 此时风叶朝向即为风向 ） ，顶端齿轮箱制动锁死，垂直传动轴制动与直角齿轮制动完全放开。

当风向改变时，风向标17旋转，指向此时的风向， B传感器18随风向标转动，此时 ，A传感器18检测不到B传感器19与其相对 ，A传感器18立即同时发出 3 个信号 ： 释放顶端齿轮箱制动的信号；轻制动垂直传动轴的信号；轻制动直角齿轮的信号。此时状态为 ：横向伞齿轮转速下降，纵向伞齿轮由于与风叶1同轴，风叶1由于惯性转速不会立刻下降，故速度大于横向伞齿轮 ，横向伞齿轮就充当了纵向伞齿轮的轨道 ，纵向伞齿轮运动变为围绕横向伞齿轮的 “ 自转+ 圆周运动 ”， 顶端齿轮箱4在风叶调向轨道11上旋转。 当A传感器18检测到与B传感器19相对时，立即发出三个信号： 锁死顶端齿轮箱制动的信号； 完全释放垂直传动轴的信号；完全释放直角齿轮制动的信号。此时，风叶1调向完成，从而实现风叶1的360度调向。