CN101832235B - 中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置，用于风速过大时对风力发电机进行减速。所述装置包含有轨道固定座(1)、滑轮架轨道(2)、弹簧(4)、固定滑轮(6)和电机(7)，所述轨道固定座(1)上设置有若干组滑轮架轨道(2)，每组均由两根滑轮架轨道(2)由组成，所述滑轮架轨道(2)远离轨道固定座(1)一端设有挡板(201)，每组滑轮架轨道(2)上均套装有滑轮架(3)，所述弹簧(4)套装于滑轮架轨道(2)上，所述滑轮架(3)的顶部设有一滑轮(5)，所述固定滑轮(6)与滑轮(5)相配合，且所述固定滑轮(6)安装于电机(7)的电机端盖(702)上。本发明中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置，具有智能化且成本低廉的优点。

Description

中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置

(一)技术领域

本发明涉及一种减速装置，尤其是涉及一种中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置，用于风速过大时对风力发电机进行减速。

(二)背景技术

随着能源危机的到来，绿色能源得到了越来越广泛的重视与应用，在这方面，风力发电作为可再生绿色能源，已得到了较大规模的应用。然而，在风力发电过程中，存在着一个困扰人们的难题：在超过设定风速环境下，由于风力过大，风机转速过高，导致产生的电压过高，过高的电压容易致使二极管、三极管等电子元器件损坏，甚至会烧坏变压器线圈，使得风机发出来的电无法储存，造成发电机效率下降；同时也存在着安全隐患，当高风速导致风叶转速过快时，由于风叶迎风面的不稳定，使得风机尾舵失去功能，不能将风叶迎风工作，如果风叶正面偏移风的受力方向，对风叶会产生反作用力，使其折断从空中掉下来，将造成严重的安全事故。

为克服上述缺点，目前，通常在电机的电器控制方面进行改装，通常的做法是加大电阻卸荷放电，但是，在解决的过程中，如果控制不适当会导致已储备在电瓶里的电也会放完，长期使用后会损坏电瓶，同时，电阻等元件容量加大后，不但将增加风机的成本，且在正常风速下产生大的功率损耗，降低了发电效率；同时在雷击情况下也不保险，一旦遇上打雷天气引起线路短路停电时，风力发电机在停电的情况下无法实行控制，容易烧坏电机。另外，也有厂商采用机械方面的变桨原理，在每个风叶的根部加上小电机、减速器及减速齿轮等，但是此类方式不但结构复杂，而且需要电器和人工同时操作，效率低下，无法实现智能化减速。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种智能化且成本低廉的中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置。

本发明的目的是这样实现的：一种中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置，包含有轨道固定座、滑轮架轨道、弹簧、固定滑轮和电机，所述轨道固定座上设置有若干组滑轮架轨道，每组均由两根滑轮架轨道由组成，所述滑轮架轨道远离轨道固定座一端设有挡板，每组滑轮架轨道上均套装有滑轮架，所述弹簧套装于滑轮架轨道上，且弹簧一端与滑轮架相接触，另一端与挡板相接触，所述滑轮架的顶部设有一滑轮，所述固定滑轮与滑轮相配合，且所述固定滑轮安装于电机的电机端盖上。

本发明中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置，所述轨道固定座套装于电机的电机轴上，且所述轨道固定座通过平键与电机轴相连接。

本发明中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置，所述滑轮架轨道通过紧固螺母固定于轨道固定座上。

本发明的工作原理为：

随着风力的增大，离心力逐渐加大，滑轮随着滑轮架向固定滑轮移动，直至与固定滑轮发生碰撞，根据碰撞时动量定律FΔt＝mΔV，其中F为碰撞发生时，滑轮所受到的撞击力，该力的方向在滑轮和固定滑轮的圆心连线上，并与滑轮转动方向相反，如图4所示m为滑轮的质量，ΔV发生碰撞前后滑轮速度的改变量；同时，滑轮与固定滑轮接触后，同时存在着一个与滑轮运动方向相反的摩擦力f，F与f分别可分解出与滑轮运动方向相反的F1和f1，对滑轮的转动起阻碍作用，当风速增大，风机转速增加时，带动滑轮转速增加，使得滑轮与固定滑轮碰撞时，滑轮碰撞前后的速度改变量ΔV增大，同时由于相对速度较快，导致碰撞时间Δt也较短，因而F＝mΔV/Δt将大大增大，相应的F1也大大增大，增加对滑轮的阻碍作用，将使得风机的转速下降；另外后滑轮转速加大，滑轮与固定轮的接触面加大，所产生的摩擦力也相应加大，因而f1也相应的增大，对风机转速也下降作用。所以当风机转速增大后，减速电机对风机的阻碍作用也越大，也就能够更快的将风机转速降低。而一旦当风叶转速降低后，弹簧的弹力将滑轮弹回原来的位置，与固定滑轮分开，风机正常工作。

本发明的有益效果是：

使用简单，只需将轨道固定座套装在电机的电机轴上，并通过平键相固定，只有当风速超过一定速度时，滑轮才与固定滑轮接触起作用，其余时间风机工作不受影响，因而不需要人为对其进行操控，具有智能化的效果；而且相对于原先电器控制或机械变浆控制，结构更为简单，降低了其制造成本，提高了风能的利用率，同时在使用时，垂直轴或水平轴的电机均能安装，使用范围广。

(四)附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明A-A剖视图。

图3为图1的I放大图。

图4为本发明滑轮受力分析图。

图中：轨道固定座1、平键101、滑轮架轨道2、挡板201、紧固螺母202、滑轮架3、弹簧4、滑轮5、固定滑轮6、滑轮垫圈601、电机7、电机轴701、电机端盖702、风叶盘703。

(五)具体实施方式

参见图1～3，本发明涉及一种中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置，包含有轨道固定座1、滑轮架轨道2、弹簧4、固定滑轮6和电机7，所述轨道固定座1套装在电机7的电机轴701上，且所述轨道固定座1通过平键101与电机轴701相连接，所述轨道固定座1上设置有若干组滑轮架轨道2，每组均由两根滑轮架轨道2由组成，所述滑轮架轨道2远离轨道固定座1一端设有挡板201，所述滑轮架轨道2通过紧固螺母202固定于轨道固定座1上，如图3所示，每组滑轮架轨道2上均套装有滑轮架3，所述弹簧4套装于滑轮架轨道2上，且弹簧4一端与滑轮架3相接触，另一端与挡板201相接触，所述滑轮架3的顶部设有一滑轮5，所述固定滑轮6与滑轮5相配合，且所述固定滑轮6安装于电机7的电机端盖702上。

Claims (2)

1.一种中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置，其特征在于：所述装置包含有轨道固定座(1)、滑轮架轨道(2)、弹簧(4)、固定滑轮(6)和电机(7)，所述轨道固定座(1)上设置有若干组滑轮架轨道(2)，每组均由两根滑轮架轨道(2)由组成，所述滑轮架轨道(2)远离轨道固定座(1)一端设有挡板(201)，每组滑轮架轨道(2)上均套装有滑轮架(3)，所述弹簧(4)套装于滑轮架轨道(2)上，且弹簧(4)一端与滑轮架(3)相接触，另一端与挡板(201)相接触，所述滑轮架(3)的顶部设有一滑轮(5)，所述固定滑轮(6)与滑轮(5)相碰撞配合，且所述固定滑轮(6)安装于电机(7)的电机端盖(702)上，所述轨道固定座(1)套装于电机(7)的电机轴(701)上，所述轨道固定座(1)通过平键(101)与电机轴(701)相连接。

2.如权利要求1所述一种中小型垂直轴、水平轴风力发电机离心轮智能减速装置，其特征在于：所述滑轮架轨道(2)通过紧固螺母(202)固定于轨道固定座(1)上。

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