CN104314760A - 中小型水平轴风力发电机变桨停机机构 - Google Patents
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Abstract
本发明所设计的中小型水平轴风力发电机变桨停机机构包括发电机、轮毂、桨叶轴、拨叉盘、拨叉、花键轴、花键套和机舱组成，机舱设置在发电机的后端，拨叉盘设置在发电机的前端，花键轴穿过发电机的电机轴，其特征是在机舱的尾部设置有固定铰链座，固定铰链座上铰链连接有连接臂B，连接臂B另一端通过圆柱销铰链连接有连接臂A，且圆柱销轴向中心位置钻有通孔，穿入钢丝绳，连接臂A的另一端通过间隔套A以及滑块铰链销铰链连接有滑块和限位臂，限位臂另一端上设有长槽，在长槽内滑动连接有限位臂滑销，且限位臂滑销通过间隔套B铰接在连接臂B上，滑块铰链销与限位臂滑销之间设有拉簧。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于中小型水平轴风力发电机的变桨停机结构，特别是一种结构可靠且易于移植，可普遍运用于水平轴中小型风电发电机的多臂式带自锁功能的变桨停机机构。
背景技术
运用变桨控制技术的中小型风力发电机无论在功率输出还是安全可靠运行性能上都具有行业和市场公认的优势，并以得到普遍推广。因此，设计一种成本低廉、具备免维护特性、由纯机械部件组成，且易于移植，能与目前市场上中小型风力发电机所采用的主流变桨机构所配套使用的变桨停机机构，符合技术需求和市场需求。
发明内容
本发明的目的是为了实现上述要求所设计的一种由纯机械部件组成、具备免维护特性，结构紧凑、传动可靠，符合中小型风机技术要求，加工难度低、成本低廉，移植性较强，能广泛运用的中小型水平轴风力发电机变桨停机机构。
为了达到上述目的，本发明所设计的中小型水平轴风力发电机变桨停机机构包括发电机、轮毂、桨叶轴、拨叉盘、拨叉、花键轴、花键套和机舱组成，机舱设置在发电机的后端，拨叉盘设置在发电机的前端，花键轴穿过发电机的电机轴，其特征是在机舱的尾部设置有固定铰链座，固定铰链座上铰链连接有连接臂B，连接臂B另一端通过圆柱销铰链连接有连接臂A，且圆柱销轴向中心位置钻有通孔，穿入钢丝绳，连接臂A的另一端通过间隔套A以及滑块铰链销铰链连接有滑块和限位臂，限位臂另一端上设有长槽，在长槽内滑动连接有限位臂滑销，且限位臂滑销通过间隔套B铰接在连接臂B上，滑块铰链销与限位臂滑销之间设有拉簧；滑块通过滑块销与滑套连接，滑套与发电机后端盖由螺栓连接固定，滑套内装有一对推力轴承，推力轴承内圈与花键轴连接，花键轴与花键套连接，花键套与发电机电机轴由螺栓连接固定，花键轴另一端与拨叉盘通过锥度涨紧连接。这种结构的特点是利用连接臂A、连接臂B、限位臂、拉簧以及钢丝绳，实现最终的变桨以及停机动作。
为了进一步的提高对桨叶控制的精确性，增大其适用环境，所述的拨叉盘铰链连接有三个平行式双头双节轴承，平行式双头双节轴承另一端与拨叉铰链连接；拨叉另一端与桨叶轴通过螺栓连接固定，且桨叶轴通过轴承设置在轮毂内；拨叉盘上通过螺纹孔设有定位螺栓，定位螺栓穿过拨叉盘与铜套接触，所述的铜套固定在发电机的电机轴孔内。
本发明所设计的中小型水平轴风力发电机变桨停机机构，结构简单，设计合理，通过钢丝绳控制变桨及停机，操作方便，且使用的机构可靠性高，加工方便，成本低廉。
附图说明
图1为本实施例变桨停机机构的整体示意图。
图2为本实施例变桨停机机构轮毂内部分的局部示意图。
图3为本实施例变桨停机机构机舱内部分的局部示意图。
图4为本实施例变桨停机机构初始状态示意图。
图5为本实施例变桨停机机构实现变桨或停机后的状态示意图。
图中：1、固定铰链座；2、连接臂A；3、拉簧；4、限位臂；5、钢丝绳；6、连接臂B；7、滑块；8、滑块销；9、滑套；10、轴承套；11、推力轴承；12、花键套；13、花键轴；14、铜套；15、拨叉；16、定位螺栓；17、平行式双头关节轴承；18、机舱；19、回转支承；20、精密滑环；21、精密滑环护套；22、回转支承底座；23、发电机；24、轮毂；25、桨叶轴；26、拨叉盘；27、圆螺母；28、滑块铰链销；29、间隔套A；30、圆柱销轴；31、限位臂滑销；32、间隔套B。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明进行进一步说明。
实施例1。
如附图1、附图2、附图3所示，本实施例描述的中小型水平轴风力发电机变桨停机机构，由固定铰链座1、连接臂A2、拉簧3、限位臂4、钢丝绳5、连接臂B6、滑块7、滑块销8、滑套9、轴承套10、推力轴承11、花键套12、花键轴13、铜套14、定位螺栓16、拨叉盘26、平行式双头关节轴承17、拨叉15组成。
其中机舱18通过螺栓固定在回转支承22的内圈上，回转支承22底座外圈与回转支承19由螺栓连接固定。精密滑环20与回转支承底座22由螺栓连接固定。精密滑环护套21套入于精密滑环20中心孔。机舱18与发电机23由螺栓连接固定。发电机23与轮毂24通过锥度涨紧连接固定。
滑套9与发电机23后端盖固定连接，花键套12与发电机23后端固定连接，铜套14压装于电机轴前端，花键轴13通过花键套12定位，并与铜套14、花键套12形成滑动副，如图1所示。花键套12前端与拨叉盘26通过锥度配合，并由圆螺母锁止固定。拨叉盘26三只均布拨叉分别与平行式双头关节轴承17一端连接，平行式关节轴承17另一端连接拨叉15，拨叉15与桨叶轴25连接固定。拨叉盘26上设置有螺纹孔，可通过调节定位螺栓16来控制拨叉盘26与铜套14之间的距离，以控制获得所需要的桨叶角度，如图2所示。花键轴13末端压装有一对推力轴承11，推力轴承11外圈装入轴承套10。固定铰链座1连接固定与机舱18后端，两片连接臂B6一端通过圆柱销与固定铰链座1连接，形成转动副。两片连接臂B6另一端与两片连接臂A2通过圆柱销轴30连接，形成转动副，圆柱销轴30向中心设置由通孔，可穿入钢丝绳5。两片连接臂A2另一端与滑块7通过圆柱销连接，并由两只间隔套A29间隔，连接限位臂4，形成转动副。滑块7通过圆柱销与滑套9连接，形成滑动副。连接臂B6通过间隔套B间隔，由圆柱销连接限位臂4，形成转动副、滑动副。滑块铰链销28与限位臂4销之间由两只拉簧3对称分布连接，如图3所示。
如图4所示，当钢丝绳5处于自由状态时，由连接臂A2、限位臂4和连接臂B6组成的多连臂装置由于拉簧3作用，处于收缩状态，拉簧3的作用力大于钢丝绳5重力，滑块7与轴承套10分离。此时，与花键轴13连接的所有部件均处于自由状态，即此时桨叶轴25在一定范围内的转动将不会影响多连臂装置。如图5所示，当钢丝绳5受拉力时，多连臂装置产生运动，滑块铰链销28与限位臂4销之间的距离变大，滑块7在滑套9内运动，与轴承套10贴合，之后推动花键轴13滑套9，花键轴13、拨叉盘26、平行式双头关节轴承17、拨叉15形成曲柄连杆机构，将滑动转化桨叶轴25的转动，实现变桨，进而改变桨叶桨距角，实现停机。变桨范围的大小可以通过限位臂4长槽尺寸控制，长槽的最大长度极限为保证连接臂A2与连接臂B6呈夹角状态，从而通过限位臂4产生机构自锁，避免钢丝绳5过度牵引。
当钢丝绳5拉力解除后，滑块7在滑套9内的位置会由于拉簧3作用，回复至初始状态，桨叶轴25同时回复至起始角度。
桨叶轴25变化角度与钢丝钢牵引距离，连接臂A2与连接臂B6的角度关系、限位臂4的尺寸，钢丝绳5径向的变化范围等都可以通过绘图软件进行简单的模拟，通过尺寸控制实现变桨及停机控制要求。
Claims (2)
1.中小型水平轴风力发电机变桨停机机构，包括发电机、轮毂、桨叶轴、拨叉盘、拨叉、花键轴、花键套和机舱组成，机舱设置在发电机的后端，拨叉盘设置在发电机的前端，花键轴穿过发电机的电机轴，其特征是在机舱的尾部设置有固定铰链座，固定铰链座上铰链连接有连接臂B，连接臂B另一端通过圆柱销铰链连接有连接臂A，且圆柱销轴向中心位置钻有通孔，穿入钢丝绳，连接臂A的另一端通过间隔套A以及滑块铰链销铰链连接有滑块和限位臂，限位臂另一端上设有长槽，在长槽内滑动连接有限位臂滑销，且限位臂滑销通过间隔套B铰接在连接臂B上，滑块铰链销与限位臂滑销之间设有拉簧；
滑块通过滑块销与滑套连接，滑套与发电机后端盖由螺栓连接固定，滑套内装有一对推力轴承，推力轴承内圈与花键轴连接，花键轴与花键套连接，花键套与发电机电机轴由螺栓连接固定，花键轴另一端与拨叉盘通过锥度涨紧连接。
2.根据权利要求1所述的中小型水平轴风力发电机变桨停机机构，其特征是所述的拨叉盘铰链连接有三个平行式双头双节轴承，平行式双头双节轴承另一端与拨叉铰链连接；拨叉另一端与桨叶轴通过螺栓连接固定，且桨叶轴通过轴承设置在轮毂内；拨叉盘上通过螺纹孔设有定位螺栓，定位螺栓穿过拨叉盘与铜套接触，所述的铜套固定在发电机的电机轴孔内。
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