CN101158334A - 风力发电机的调速机构 - Google Patents

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CN101158334A CNA2007101355078A CN200710135507A CN101158334A CN 101158334 A CN101158334 A CN 101158334A CN A2007101355078 A CNA2007101355078 A CN A2007101355078A CN 200710135507 A CN200710135507 A CN 200710135507A CN 101158334 A CN101158334 A CN 101158334A
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Abstract

本发明涉及一种风力发电机，具体地说是一种风力发电机的调速机构。按照本发明提供的技术方案，在连接套内有可以转动的齿轮传动套，该齿轮传动套的内端固定有齿轮，齿轮传动套的外端用于安装风叶连接件，在齿轮上啮合齿条，该齿条的外端与一个起复位作用的弹性元件连接。本发明通过自动改变风叶的角度来改变整个风轮迎风的面积，大大减小了风载荷垂直于叶片方向上的作用，避免共振，从而最大限度的保护了风叶和风力发电机。

Description

风力发电机的调速机构
技术领域
本发明涉及一种风力发电机，具体地说是一种风力发电机的调速机构。
背景技术
风力发电机的风叶在风速过大速时，因受风面积大，从而使风叶受力过大，导致风叶旋转失控，造成风叶折断。断裂的原因是由于风力发电机的叶片(X)和风叶连接件是用螺丝固定的，而风叶连接件(Y)则是刚性固定在主轴连接件(Z)上的，因此振动频率也是固定的。叶片在极限情况下产生平行于叶片弦线方向的振动，这种振动很容易引起共振。当振动频率越接近固有频率时，共振越剧烈，从而导致叶片断裂。
发明内容
本发明的目的在于设计一种风力发电机的调速机构，通过自动改变风叶的角度来改变整个风轮迎风的面积，大大减小了风载荷垂直于叶片方向上的作用，避免共振，从而最大限度的保护了风叶和风力发电机。
按照本发明提供的技术方案，在连接套内有可以转动的齿轮传动套，该齿轮传动套的内端固定有齿轮，齿轮传动套的外端用于安装风叶连接件，在齿轮上啮合齿条，该齿条的外端与一个起复位作用的弹性元件连接。
在风叶连接件的内端设置连接轴，该连接轴的内端固定在齿轮传动套上。连接套安装于固定座上，固定座与主轴连接件固定在一起，在主轴连接件内有主轴，弹性元件套在主轴上，并且弹性元件的外端与设置于主轴上的弹簧座连接，内端与齿条连接。在齿条的外端固定连接传动盘，该传动盘可滑动地套在主轴上，弹性元件的内端与传动盘连接。
所述连接套最好设置成3个，分别与各自的固定座连接，再将3个固定座均匀地沿圆周方向安装于主轴连接件上，在每个连接套内有可以转动的齿轮传动套，在每个齿轮传动套的外端固定连接有连接轴，在每根连接轴的外端有用于安装叶片的叶片连接件；每个齿轮传动套的内端分别固定有一个齿轮，每个齿轮分别与各自的齿条啮合，每根齿条的外端分别与传动盘固定连接；在主轴连接件内有主轴，传动盘可滑动地套在主轴上，并与同样套在主轴上的弹簧连接，弹簧的外端与设置于主轴上的弹簧座连接。
本发明的优点是：由于风叶叶片和风叶连接件之间的连接是固定的，风叶连接件是固定在齿轮传动套之中的，齿轮传动套可在连接套内转动，因此风叶连接件可转动，连接套固定安装于固定坐5上，而固定坐是刚性固定在主轴连接件上的，因此风叶跟主轴连接件之间的振动频率也是可变的，这样就最大限度的避免了共振，减少了共振时的叶片损坏。
附图说明
图1为本发明的使用状态示意图。
图2为图1的A-A视图。
图3为齿轮与齿条示意图。
具体实施方式
在连接套4内有可以转动的齿轮传动套3，该齿轮传动套3的内端固定有齿轮12，齿轮传动套3的外端用于安装风叶连接件1，在齿轮12上啮合齿条10，该齿条10的外端与一个起复位作用的弹性元件连接。在风叶连接件1的内端设置连接轴2，该连接轴2的内端固定在齿轮传动套3上。连接套4安装于固定座5上，固定座5与主轴连接件6固定在一起，在主轴连接件6内有主轴7，弹性元件套在主轴7上，并且弹性元件的外端与设置于主轴7上的弹簧座连接，内端与齿条10连接。在齿条10的外端固定连接传动盘11，该传动盘11可滑动地套在主轴7上，弹性元件的内端与传动盘11连接。
如图所示：当风力小时，弹簧9的受力小于弹簧9本身的弹力，弹簧9通过传动盘11将齿条10推向原位。当风力超过弹簧9本身弹力时，风叶连接件1转动，风叶连接件1是通过其连接轴2和齿轮传动套3套在一起的，因此带动齿轮传动套3转动，齿轮传动套3上的齿轮12推动齿条10移动，齿条10带动齿条传动盘11向弹簧9施加压力，当压力的大小平衡于弹簧9的弹力时，风叶连接件1停止转动，从而达到了改变风叶受力方向的目的。当风力减小时，弹簧9由于压力减小，推动齿条传动盘11，同时带动齿条10沿反方向运动，齿条10带动齿轮12转动，齿轮12带动齿轮传动套11旋转，因此，风叶连接件1和风叶反方向即复位方向转动，这时风叶的受力面积增加，旋转速度加快。
一种比较好的实施方式是：连接套4有3个，分别与各自的固定座5连接，3个固定座5均匀地沿圆周方向安装于主轴连接件6上，在每个连接套4内有可以转动的齿轮传动套3，在每个齿轮传动套3的外端固定连接有连接轴2，在每根连接轴2的外端有用于安装叶片的叶片连接件1；每个齿轮传动套3的内端分别固定有一个齿轮12，每个齿轮12分别与各自的齿条10啮合，每根齿条10的外端分别与传动盘11固定连接；在主轴连接件6内有主轴7，传动盘11可滑动地套在主轴7上，并与同样套在主轴7上的弹簧9连接，弹簧9的外端与设置于主轴7上的弹簧座连接。

Claims (5)

1.风力发电机的调速机构，其特征是：在连接套(4)内有可以转动的齿轮传动套(3)，该齿轮传动套(3)的内端固定有齿轮(12)，齿轮传动套(3)的外端用于安装风叶连接件(1)，在齿轮(12)上啮合齿条(10)，该齿条(10)的外端与一个起复位作用的弹性元件连接。
2.如权利要求1所述风力发电机的调速机构，其特征是：在风叶连接件(1)的内端设置连接轴(2)，该连接轴(2)的内端固定在齿轮传动套(3)上。
3.如权利要求1所述风力发电机的调速机构，其特征是：连接套(4)安装于固定座(5)上，固定座(5)与主轴连接件(6)固定在一起，在主轴连接件(6)内有主轴(7)，弹性元件套在主轴(7)上，并且弹性元件的外端与设置于主轴(7)上的弹簧座连接，内端与齿条(10)连接。
4.如权利要求1所述风力发电机的调速机构，其特征是：在齿条(10)的外端固定连接传动盘(11)，该传动盘(11)可滑动地套在主轴(7)上，弹性元件的内端与传动盘(11)连接。
5.如权利要求1所述风力发电机的调速机构，其特征是：连接套(4)有3个，分别与各自的固定座(5)连接，3个固定座(5)均匀地沿圆周方向安装于主轴连接件(6)上，在每个连接套(4)内有可以转动的齿轮传动套(3)，在每个齿轮传动套(3)的外端固定连接有连接轴(2)，在每根连接轴(2)的外端有用于安装叶片的叶片连接件(1)；每个齿轮传动套(3)的内端分别固定有一个齿轮(12)，每个齿轮(12)分别与各自的齿条(10)啮合，每根齿条(10)的外端分别与传动盘(11)固定连接；在主轴连接件(6)内有主轴(7)，传动盘(11)可滑动地套在主轴(7)上，并与同样套在主轴(7)上的弹簧(9)连接，弹簧(9)的外端与设置于主轴(7)上的弹簧座连接。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101571102B (zh) * 2008-04-30 2011-06-22 北京航空航天大学 一种根部可调水平轴风电叶片
CN102720635A (zh) * 2012-06-16 2012-10-10 朱秀刚 高速风力发电机组的多叶式风轮增速装置
CN104929858A (zh) * 2015-05-16 2015-09-23 张效新 一种直齿条式风轮叶片调节机构

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