CN105118373A - 一种适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，包括变桨距控制传动机构、风机头传动机构和风机桨叶，变桨距控制传动机构安装风机头传动机构的前端面，风机桨叶为三片，各风机桨叶分别套接在风机头传动机构引出的蜗杆轴上，相邻两片风机桨叶的夹角为120°，变桨距控制传动机构根据受风的角度，控制风机头传动机构引出的蜗杆轴旋转，蜗杆轴带动对应的风机桨叶以其为轴转动，实现各风机桨叶同时沿同一角度调节受风面。本发明通过齿轮传动配合蜗轮蜗杆传动，实现风机桨叶同步转动，来调节风机桨叶受风角度，可实现始终保持发电功率最大，教学针对性强、功能完善、演示实验众多，便于现场实训教学，操作方便，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，属于风力发电教学技术领域。
背景技术
目前，在教学领域，针对风力发电的教学实训装置并不多见，市面上已经投入教学的风力发电装置，都是以定桨距风力发电机构为设计模本，功能不够完善，演示实验单一，给教学带来很大困难，而且，并未出现过通过机械传动机构完成变桨距风力发电的教学先例，因此，与真实工业使用的变桨距风力发电装置在结构和功能上存在很大差异，教学针对性不强，不利于现场实训教学。
因此，如何改变以往运用定桨叶风力发电机教学实训装置的教学方法，设计出在结构和功能上与真实工业使用的风力发电机更加一致的教学实训装置的关键是开发一种适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，实现始终保持发电功率最大，解决了之前教学中存在的教学针对性不强、功能不完善、演示实验单一等问题，是当前急需解决的问题。
发明内容
本发明目的是为了克服现有定桨距风力发电机构构成的风力发电的教学实训装置，存在教学针对性不强、功能不完善、演示实验单一等问题。本发明的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，通过机械传动机构实现桨叶可转动，来调节桨叶受风角度，可实现始终保持发电功率最大，教学针对性强、功能完善、演示实验众多，便于现场实训教学，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，其特征在于：包括变桨距控制传动机构、风机头传动机构和风机桨叶，所述变桨距控制传动机构安装在风机头传动机构的前端面，所述风机桨叶为三片，各风机桨叶分别通过桨叶架套接在风机头传动机构引出的蜗杆轴上，相邻两片风机桨叶的夹角为120°，所述变桨距控制传动机构根据受风的角度，控制风机头传动机构引出的蜗杆轴旋转，所述蜗杆轴带动对应的风机桨叶以其为轴转动，实现各风机桨叶同时沿同一角度调节受风面。
前述的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，其特征在于：所述变桨距控制传动机构包括伺服电机、主传动齿轮、三组从传动齿轮，所述伺服电机的驱动端与主传动齿轮相连接，带动主传动齿轮转动，三组从传动齿轮等间隔啮合在主传动齿轮的周圈，相邻的两组从传动齿轮之间的夹角为120°，所述主传动齿轮带动三组从传动齿轮同步转动，各从传动齿轮均通过一组呈上、下分布的第一轴承与蜗杆相连接，并带动蜗杆转动，所述蜗杆的一侧设有与其配套的蜗轮，所述蜗杆转动带动蜗轮旋转，所述蜗杆、蜗轮均延伸到风机头传动机构的内部，各蜗轮分别位于风机头传动机构内引出蜗杆轴的后端，所述蜗轮通过第二轴承、第三轴承与对应位置处的风机头传动机构引出蜗杆轴传动连接。
前述的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，其特征在于：所述风机头传动机构包括机头壳体，所述第一轴承、蜗杆、蜗轮、蜗杆轴、第二轴承、第三轴承设置在机头壳体的内部。
前述的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，其特征在于：所述伺服电机的前端设有连接板，所述连接板通过支撑柱固定在风机头传动机构的前端面，所述主传动齿轮、三组从传动齿轮位于风机头传动机构的前端面、连接板之间。
本发明的有益效果是：本发明的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，通过两级传动，即第一级的齿轮传动和第二级的蜗轮蜗杆传动，实现风机桨叶同步转动，来调节风机桨叶受风角度，可实现始终保持发电功率最大，教学针对性强、功能完善、演示实验众多，便于现场实训教学，零件精密、传动效率高、外形美观、操作方便，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构的结构示意图。
图2是本发明的各风机桨叶同时沿同一角度调节的示意图。
图3是本发明的变桨距控制传动机构的结构示意图。
图4是本发明的变桨距控制传动机构的俯视图。
附图中标记的含义如下：
1：变桨距控制传动机构；101：伺服电机；102：主传动齿轮；103：从传动齿轮；104：第一轴承；105：蜗轮；106：蜗杆；107：第二轴承；108：第三轴承；2：风机头传动机构；201：机头壳体；3：风机桨叶；4：蜗杆轴；5：连接板；6：支撑柱；7：桨叶架。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明做进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，包括变桨距控制传动机构1、风机头传动机构2和风机桨叶3，所述变桨距控制传动机构1安装风机头传动机构2的前端面，所述风机桨叶3为三片，各风机桨叶3分别通过桨叶架7套接在风机头传动机构2引出的蜗杆轴4上，相邻两片风机桨叶的夹角为120°，所述变桨距控制传动机构1根据受风的角度，控制风机头传动机构2引出的蜗杆轴4旋转，所述蜗杆轴4带动对应的风机桨叶3以其为轴转动，实现各风机桨叶3同时沿同一角度调节受风面，如图2所示，风机桨叶3同时沿同一角度调节的示意图，箭头为，风机桨叶3的调节方向。
如图3及图4所示，所述变桨距控制传动机构1包括伺服电机101、主传动齿轮102、三组从传动齿轮103，伺服电机101的驱动端与主传动齿轮102相连接，带动主传动齿轮102转动，三组从传动齿轮103等间隔啮合在主传动齿轮102的周圈，相邻的两组从传动齿轮103之间的夹角为120°，主传动齿轮102带动三组从传动齿轮103同步转动，为第一级的齿轮传动，各从传动齿轮103均通过一组呈上、下分布的第一轴承104与蜗杆106相连接，并带动蜗杆106转动，蜗杆106的一侧设有与其配套的蜗轮105，蜗杆106转动带动蜗轮105旋转，蜗杆106、蜗轮105均延伸到风机头传动机构2的内部，各蜗轮105分别位于风机头传动机构2内引出蜗杆轴4的后端，蜗轮105通过第二轴承107、第三轴承108与对应位置处的风机头传动机构2引出蜗杆轴4传动连接，为第二级的蜗轮蜗杆传动，上述的两级传动，伺服电机101能够控制风机桨叶同步转动，来调节风机桨叶受风角度，从而实现始终保持发电功率最大，很好的模拟真实工业使用的风力发电机的工作情况，便于现场实训教学。
所述风机头传动机构2包括机头壳体201，第一轴承104、蜗杆106、蜗轮105、第二轴承107、第三轴承108、蜗杆轴4设置在机头壳体201的内部，保护第一轴承104、第二轴承107、第三轴承108、蜗杆106、蜗轮105、蜗杆轴4之间传动的可靠性，能够防止灰尘进入，影响传动效果。
所述伺服电机101的前端设有连接板5，所述连接板5通过支撑柱6固定在风机头传动机构2的前端面，所述主传动齿轮102、三组从传动齿轮103位于风机头传动机构2的前端面、连接板5之间，连接板5能够对主传动齿轮102、三组从传动齿轮103起到一定的保护功能。
综上所述，本发明的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，变桨距控制传动机构包括两级传动，即第一级的齿轮传动和第二级的蜗轮蜗杆传动，实现风机桨叶同步转动，来调节风机桨叶受风角度，可实现始终保持发电功率最大，教学针对性强、功能完善、演示实验众多，便于现场实训教学，零件精密、传动效率高、外形美观、操作方便，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，其特征在于：包括变桨距控制传动机构（1）、风机头传动机构（2）和风机桨叶（3），所述变桨距控制传动机构（1）安装在风机头传动机构（2）的前端面，所述风机桨叶（3）为三片，各风机桨叶（3）分别通过桨叶架（7）套接在风机头传动机构（2）引出的蜗杆轴（4）上，相邻两片风机桨叶的夹角为120°，所述变桨距控制传动机构（1）根据受风的角度，控制风机头传动机构（2）引出的蜗杆轴（4）旋转，所述蜗杆轴（4）带动对应的风机桨叶（3）以其为轴转动，实现各风机桨叶（3）同时沿同一角度调节受风面。
2.根据权利要求1所述的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，其特征在于：所述变桨距控制传动机构（1）包括伺服电机（101）、主传动齿轮（102）、三组从传动齿轮（103），所述伺服电机（101）的驱动端与主传动齿轮（102）相连接，带动主传动齿轮（102）转动，三组从传动齿轮（103）等间隔啮合在主传动齿轮（102）的周圈，相邻的两组从传动齿轮（103）之间的夹角为120°，所述主传动齿轮（102）带动三组从传动齿轮（103）同步转动，各从传动齿轮（103）均通过一组呈上、下分布的第一轴承（104）与蜗杆（106）相连接，并带动蜗杆（106）转动，所述蜗杆（106）的一侧设有与其配套的蜗轮（105），所述蜗杆（106）转动带动蜗轮（105）旋转，所述蜗杆（106）、蜗轮（105）均延伸到风机头传动机构（2）的内部，各蜗轮（105）分别位于风机头传动机构（2）内引出蜗杆轴（4）的后端，所述蜗轮（105）通过第二轴承（107）、第三轴承（108）与对应位置处的风机头传动机构（2）引出蜗杆轴（4）传动连接。
3.根据权利要求2所述的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，其特征在于：所述风机头传动机构（2）包括机头壳体（201），所述第一轴承（104）、蜗杆（106）、蜗轮（105）、第二轴承（107）、第三轴承（108）、蜗杆轴（4）设置在机头壳体（201）的内部。
4.根据权利要求2所述的适用于风力发电教学实训装置的变桨距传动机构，其特征在于：所述伺服电机（101）的前端设有连接板（5），所述连接板（5）通过支撑柱（6）固定在风机机头（2）的前端面，所述主传动齿轮（102）、三组从传动齿轮（103）位于风机机头（2）的前端面、连接板（5）之间。
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