CN101235800A - 齿条丝杆同步变桨距 - Google Patents

Abstract

一种丝杆齿条同步变桨距，目的改进现有三叶风力机各桨叶的各自独立一套伺服电动机、蓄电瓶、行星减速器、非接触式位移传感器和大内齿圈等等过细分的独立结构，使得降低成本。本方案用一只大齿轮5，另一只大齿圈以120°三等分圆周，作为三桨叶的90°角变桨距角的齿圈部分1，通过齿条2、接管2a、三臂螺母3、轴丝杆4、大齿轮5(固定在轴丝杆4上)，被伺服电动机6的主动齿轮6a驱动而实现三叶同步变桨距。优点：用一套制造成本较低的齿轮、丝杆装置取代了各自独立的三套变桨距装置。

Description

齿条丝杆同步变桨距

本发明属于风力机变桨距装置，用单只伺服电动机实现多桨叶同步变桨距。

现有三叶风力机的每一桨叶，似乎都用各自独立具备一整套变桨距机构，结构虽然紧凑，但在制造成本、技术难度、故障发生机率和检修等问题，有待改进，然而电子控制系统，如光电编码器、非接触式位移传感器等必须具备一套。

本发明目的，力求降低制造成本、技术难度、故障机率、力求便于检修。

同步变桨距仅用一台伺服电动机、一套电子控制板(不再是三套)和一具非接式位移传感器(不再是三具)；另外，现有技术的各叶片独立变桨距，万一有一片桨叶失灵，可依靠电子装备的冗余系统来延缓补救，能补救当然是好事，但在延缓补救过程中，发生故障的桨叶桨距角不一致而发生震动，过于显著的震动也是一种不安全信号。

图的上侧边，仅仅画出了桨叶柄A的下端部分：1是部分齿圈(1/3齿圈)，2是齿条，2a是接管，3是三臂螺母(螺母外周均布互隔120°的三条臂)，4是轴丝杆(丝杆右端轴上有两套轴承4a和4b)，5是大齿轮，6a是主动齿轮、是伺服电动机6驱动。

伺服电动机6的安装位置是处在三桨叶柄A所在的轴毂套B与B之凹谷中，所以铸造时可给电动机6留一位置；至于拨盘D也可留一个浅缺口，这一缺口是使它处在拨柱C的分隔中间。这些零部件都是互相相对静止的。

伺服电动机6的主动齿轮6a驱动大齿轮5，5被键5a装固在轴丝杆4上，所以带动轴丝杆4、凭借轴承4a和4b旋转，使轴丝杆4带动三臂螺帽3向左或向右移动并带动接管2a、齿条2、部分齿圈1，1是用螺钉紧固在叶柄A上，这样就实现三桨叶同步变桨距。

变桨距装置全都在导流罩内，若人员要检修，可从机舱进入导流罩中。

轴丝杆4的轴承4a和4b借双螺帽4c调准，能在轴承套41中转动，轴承套41在主轴E的左端中孔孔口部位接触(所以仅仅在孔口部位略微加工一下)；轴承套41装固靠它的凸缘(法兰)42，用数枚螺钉紧固在拨盘D上定住中心位置。

图中用大写字母表示的是属于现有三叶风力机的一般结构件。

图中：序号1是部分齿圈，是指加工完毕的整只齿轮圈，再用线切割把它以120°圆心角三等分割开，用螺钉、停位销分装在三桨叶的叶轴根部的圆柱面上。

图中：根据现有技术的设计：固定套F承重着风轮，主轴仅仅传递扭矩，所以本方案中把主轴画成厚壁大钢管，一则省材和减轻重量，二则可安装轴丝杆4的轴承套41。

本方案优点：①仅用一只伺服电动机取代原来的三只伺服电动机，省掉了原来变桨距机构中的三只大内齿，三台有内齿圈的行星齿轮减速机(内齿加工成本高)，行星齿轮制造精度高、成本高；②本方案比原来的安装较开放、直观、检修方便，但也都在导流罩内防风沙雨雪；③制造容易，有利降低成本，有利于风电普及发展；各桨叶始终被同一大齿轮控制在同步之中，变桨距的同步性，是减少风力机震动的重要因素。

附图说明：

一幅图：是齿条丝杆同步变桨距的剖面图。

Claims (3)

1、一种丝杆齿条同步变桨距，装固在各桨叶柄柱面上的1/3圆周的部分齿圈，由齿条、接管、三臂螺母、轴丝杆和大齿轮，大齿轮被电动机的主动齿轮驱动，实现三桨叶同步变桨距的目的。

2、根据权利要求1所述的丝杆齿条同步变桨距，特征是大齿轮被电动机的主动齿轮驱动，使丝杆转动带动三臂螺母向左或向右移动，通过三根接管、三根齿条带动叶柄柱面上的1/3圆的部分齿圈而达到三叶同步变桨距。

3、根据权利要求1或2所述的丝杆齿条同步变桨距，特征是桨叶叶柄柱面的装固齿圈，仅用1/3的圆周的部分齿圈。

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