CN100532832C - 风力发电机变桨调速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力发电装置，具体说是一种风力发电机变桨调速装置。包括发电机外壳，安装在发电机外壳中的主轴、安装在主轴顶端的桨叶，主轴的两端与所述发电机外壳之间安装有轴承，主轴的中段固定安装有转子，在转子四周的所述发电机外壳的内壁上固定安装有定子，主轴为空心轴，主轴位于发电机外壳以外的前端固定连接轮毂，轮毂上等角度地安装有两只以上的轴承座，轴承座中安装桨叶柄，桨叶固定安装在桨叶柄的顶端；主轴的空腔中安装有可滑动的推杆，推杆的前端伸出主轴以外，并通过轴承安装有推杆盘，推杆盘通过拐臂连接到桨叶柄上；推杆的后端伸出发电机外壳以外，并套装有压缩弹簧，压缩弹簧的两端各安装一弹簧座，其中一个弹簧座与推杆固定连接，另一弹簧座与主轴的延长端固定连接；推杆的末端连接有风板连杆，风板连杆铰接在与所述发电机外壳固定连接的支撑点上，风板连杆的顶端固定安装有风板。该风力发电机变桨调速装置工作参数可根据需要调整、结构简单，完全可依靠自然风力的作用，无需额外的动力来源。

Description

风力发电机变桨调速装置
技术领域
本发明涉及一种风力发电装置，具体说是一种风力发电机变桨调速装置。
背景技术
利用自然风进行风力发电是人类对可再生能源的充分利用。具有安装方便灵活、无污染、保护环境的特点，越来越受到人们的重视。但同时自然界的风也存在忽大忽小、风速不稳特点，太大的风力不仅不能很好发电，还很容易损害风机，造成不必要的损失。因此，在设计风力发电设备的时候必须要考虑应对大风的方法。现有技术中发电机应对大风的的方法可以分为两类：第一类是侧偏调速装置，即在大风出现的时风轮偏离主风向，对小风电机来讲调速不稳，对大风电机来讲调速动作缓慢。第二类是变桨调速型，目前驱动叶片变桨调距主要有两种动力，一是通过自身的机械力驱动变桨，这种装置可靠性和精确度不够，二是通过外加动力驱动变桨，该装置制做、安装难度大，费用昂贵，一旦失去外部动力就会失去变桨功能，不便于中小型风电机推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、可精确调整工作参数、无需外加动力的风力发电机变桨调速装置。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
本发明所述的风力发电机变桨调速装置包括发电机外壳，安装在发电机外壳中的主轴、安装在主轴顶端的桨叶，主轴的两端与外壳之间安装有轴承，主轴的中段固定安装有转子，在转子四周的外壳的内壁上固定安装有定子，其特征在于：主轴为空心轴，主轴上位于所述发电机外壳以外的前端固定连接轮毂，轮毂上等角度地安装有两只以上的轴承座，轴承座中安装桨叶柄，桨叶固定安装在桨叶柄的顶端；主轴的空腔中安装有可滑动的推杆，推杆的前端伸出主轴以外，并通过轴承安装有推杆盘，推杆盘通过拐臂连接到桨叶柄上；推杆的后端伸出所述发电机外壳以外，并套装有压缩弹簧，压缩弹簧的两端各安装一弹簧座，其中一个弹簧座与推杆固定连接，另一弹簧座与主轴的延长端固定连接；推杆的末端连接有风板连杆，风板连杆铰接在与所述发电机外壳固定连接的支撑点上，风板连杆的顶端固定安装有风板。
上述桨叶柄的下端固定安装有叶杆盘，在叶杆盘的边缘、沿切线方向连接拐臂。
在所述发电机外壳的后面固定连接有罩壳，罩壳覆盖在推杆的后端，罩壳上带有通孔，风板连杆通过该通孔伸出罩壳以外，并通过铰轴铰接在该通孔中。
推杆的末端通过轴承安装在端盖中，风板连杆的末端抵靠在端盖的外侧。
所述的风板连杆为传动变速箱，多个风板固定安装在传动变速箱顶端的驱动轮上，传动变速箱下端的从动轮为圆柱齿轮，推杆的末端通过轴承安装在端盖中，端盖的外侧固定有齿条，传动变速箱下端的圆柱齿轮与设置在端盖外侧的齿条啮合。
该风力发电机变桨调速装置通过位于风机后部的风板推动推杆向前移动，推杆的顶端再通过拐臂拉动桨叶柄旋转，使桨叶的迎风角发生变化，风力越大，推杆向前的推离越大。通过调整安装在压缩弹簧的两端的弹簧座，可以调整推杆的初始动作参数，也可以通过调整风板的迎风面积的角度来调整变桨调速机构的工作参数。该风力发电机变桨调速装置工作参数可根据需要调整、结构简单，完全可依靠自然风力的作用，无需额外的动力来源。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图；
图2是图1的右视图；
图3是本发明另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明所述的风力发电机变桨调速装置包括发电机外壳1，安装在发电机外壳1中的主轴2、安装在主轴2顶端的桨叶3，主轴2的两端与所述发电机外壳1之间安装有轴承，主轴2的中段固定安装有转子4，在转子4四周的所述发电机外壳1的内壁上固定安装有定子5。主轴2为空心轴，其前端伸出所述发电机外壳1以外的部分固定连接轮毂6，轮毂6上等角度地安装有三只的轴承座7，轴承座7中用于安装桨叶柄8，桨叶3固定安装在桨叶柄8的顶端，桨叶柄8的下端固定安装有叶杆盘，在叶杆盘的边缘、沿切线方向连接拐臂11；主轴2的空腔中通过安装有可轴向滑动的推杆9，推杆9的前端伸出主轴2以外，并通过轴承安装有推杆盘10，使推杆盘10可以在推杆9上旋转。推杆盘10连接拐臂11；推杆9的后端伸出所述发电机外壳1以外，并套装有压缩弹簧12，压缩弹簧12的两端各安装一弹簧座21、22，其中一个弹簧座通过螺纹与推杆9固定连接，另一弹簧座通过螺纹与主轴2的延长端固定连接，螺纹连接的目的是为了便于调整两弹簧座之间的间隙，从而调整压缩弹簧12的预涨紧力；推杆9的末端连接风板连杆13。在所述发电机外壳1的后面固定连接有罩壳16，罩壳16覆盖在推杆9的后端，罩壳16上带有通孔，风板连杆13通过该通孔伸出罩壳16以外，并通过支撑点15铰接在罩壳16上。风板连杆13的顶端固定安装有风板14。在图1实施例中，推杆9的末端通过轴承安装在端盖20中，风板连杆13的末端抵靠在端盖20的外侧。为了避免端盖20纵向颤动，可以将端盖20安装在一个滑轨中，再将滑轨与罩壳16固定连接，使端盖20只可在滑轨上横向滑动。当然，也可以在所述发电机外壳1的后面固定安装支架，将风板连杆13的支撑点15连接在该支架上，此时支架与罩壳16同样起到支撑和连接风板连杆13的作用。
如图3所示本发明的另一实施例，所述的风板连杆13为传动变速箱，其传动方式可以是齿轮传动，也可以是链条传动。多个风板14固定安装在传动变速箱顶端的驱动轮上，传动变速箱下端的从动轮为圆柱齿轮，推杆9的末端通过轴承安装在端盖20中，端盖20的外侧固定有齿条，传动变速箱下端的圆柱齿轮与设置在端盖20外侧的齿条啮合。连接风板14的驱动轮转动的时候，经链条或齿轮带动从动轮转动，从动轮带动端盖20外侧的齿条动作，推动推杆9滑动。
风机工作时，风力推动桨叶3带动主轴2旋转，主轴2旋转的时候在定子5与转子4之间切割磁力线，产生电流。同时，风力吹动风板14，通过推杆9推动推杆盘10沿主轴2的轴向运动，并通过拐臂11和叶杆盘拉动桨叶柄8偏转一定的角度。此时如果风力不大，风板14作用在推杆9上的推力不足以克服压缩弹簧12的力量，则桨叶柄8不会动作。反之，一旦风力超过设定值，风板14作用在推杆9上的推力克服了压缩弹簧12的力量，使其沿轴向移动，则桨叶柄8会发生旋转，带动桨叶3偏转一定角度，实现变桨的目的。风力越大，桨叶3的偏转角度越大。通过调整压缩弹簧12两侧的弹簧座的间隔距离，可以调整压缩弹簧12的预涨紧力，达到调整初始变桨动作参数的目的。
风板14的准确动作工况，是经调整压缩弹簧12压力或改变风板的受风面积或力臂的长短来实现的。

Claims (5)

1、风力发电机变桨调速装置，包括发电机外壳(1)，安装在发电机外壳(1)中的主轴(2)、安装在主轴(2)顶端的桨叶(3)，主轴(2)的两端与所述发电机外壳(1)之间安装有轴承，主轴(2)的中段固定安装有转子(4)，在转子(4)四周的所述发电机外壳(1)的内壁上固定安装有定子(5)，其特征在于：主轴(2)为空心轴，主轴(2)位于发电机外壳(1)以外的前端固定连接轮毂(6)，轮毂(6)上等角度地安装有两只以上的轴承座(7)，轴承座(7)中安装桨叶柄(8)，桨叶(3)固定安装在桨叶柄(8)的顶端；主轴(2)的空腔中安装有可滑动的推杆(9)，推杆(9)的前端伸出主轴(2)以外，并通过轴承安装有推杆盘(10)，推杆盘(10)通过拐臂(11)连接到桨叶柄(8)上；推杆(9)的后端伸出所述发电机外壳(1)以外，并套装有压缩弹簧(12)，压缩弹簧(12)的两端各安装一弹簧座(21、22)，其中一个弹簧座与推杆(9)固定连接，另一弹簧座与主轴(2)的延长端固定连接；推杆(9)的末端连接有风板连杆(13)，风板连杆(13)铰接在与所述发电机外壳(1)固定连接的支撑点(15)上，风板连杆(13)的顶端固定安装有风板(14)。
2、根据权利要求1所述的风力发电机变桨调速装置，其特征在于：桨叶柄(8)的下端固定安装有叶杆盘，在叶杆盘的边缘、沿切线方向连接拐臂(11)。
3、根据权利要求1或2所述的风力发电机变桨调速装置，其特征在于：在所述发电机外壳(1)的后面固定连接有罩壳(16)，罩壳(16)覆盖在推杆(9)的后端，罩壳(16)上带有通孔，风板连杆(13)通过该通孔伸出罩壳(16)以外，并通过铰轴铰接在该通孔中。
4、根据权利要求1或2所述的风力发电机变桨调速装置，其特征在于：推杆(9)的末端通过轴承安装在端盖(20)中，风板连杆(13)的末端抵靠在端盖(20)的外侧。
5、根据权利要求1或2所述的风力发电机变桨调速装置，其特征在于：所述的风板连杆(13)为传动变速箱，多个风板(14)固定安装在传动变速箱顶端的驱动轮上，传动变速箱下端的从动轮为圆柱齿轮，推杆(9)的末端通过轴承安装在端盖(20)中，端盖(20)的外侧固定有齿条，传动变速箱下端的圆柱齿轮与设置在端盖(20)外侧的齿条啮合。
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