CN105422383A - 一种连杆式风轮叶片调节机构及使用方法 - Google Patents

一种连杆式风轮叶片调节机构及使用方法 Download PDF

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白振义
王洋
白俊雪
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白振义
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    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

本申请提供一种连杆式风轮叶片调节机构及使用方法,一种连杆式风轮叶片调节机构包括主轴水平设置的动力单元、机座、驱动电机固定盘、机舱筒壁、前端盖、联轴器、支撑机构、丝杠螺母机构、滑动机构、连杆机构,所述联轴器与所述驱动电机固定盘和所述支撑机构连接,所述滑动机构与所述丝杠螺母机构连接,所述连杆机构固定在所述滑动机构上。本申请通过改变叶片调节机构的结构,改变传动方式,减小了叶片晃动量,提高了传动的稳定性和准确度。

Description

一种连杆式风轮叶片调节机构及使用方法
技术领域
[0001] 本申请涉及风力发电设备技术领域,具体涉及一种连杆式风轮叶片调节机构及使用方法。
背景技术
[0002] 叶片是风力发电过程中,将风能转化为机械能的核心部件,风力发电机叶片调节机构通过与动力单元连接,带动主传动件运动,经过传动机构的传动来调节叶片迎风角度。
[0003]目前,风力发电机叶片有的为固定角度安装,有的为叶片角度独立调节。但是目前齿轮技术的调节机构扭矩大,可靠性差、叶片角度难以控制、因轮齿间隙导致的叶片晃动量大等问题,这些问题亟需解决。
发明内容
[0004] 有鉴于此,本申请提供一种连杆式风轮叶片调节机构,包括:主轴水平设置的动力单元、机座、驱动电机固定盘、机舱筒壁、前端盖,所述主轴水平设置的动力单元位于机座内部,所述机座和机舱筒壁通过螺栓与驱动电机固定盘连接,所述前端盖通过螺栓与机舱筒壁连接,所述机舱筒壁内部设置有联轴器、支撑机构、丝杠螺母机构、滑动机构、连杆机构,所述联轴器与所述驱动电机固定盘和所述支撑机构连接,所述滑动机构与所述丝杠螺母机构连接,所述连杆机构固定在所述滑动机构上。
[0005] 进一步,所述支撑机构包括支撑盘、支撑杆、螺钉,所述支撑盘通过螺钉安装在所述支撑杆的一端,所述支撑杆均匀布置在支撑盘上,所述支撑杆的另一端固定在驱动电机固定盘上。
[0006] 进一步,所述丝杠螺母机构包括丝杠、前轴承座、后轴承座、螺母、第一轴承、第二轴承,所述螺母安装在所述滑动盘中央,所述前轴承座与所述第一轴承安装在前端盖上,所述后轴承座及第二轴承安装在支撑盘上,所述丝杠穿过支撑盘与螺母形成配合并通过联轴器与主轴水平设置的动力单元连接。
[0007] 进一步,所述滑动机构包括滑杆、滑动盘、滑杆轴承,所述滑杆均匀安装在支撑盘上,所述滑动盘通过所述滑杆轴承安装在所述滑杆上。
[0008] 进一步,所述连杆机构包括连杆、连杆连接销、转动臂连接销、转动臂、转接轴、叶片轴套、第三轴承、转接轴承座、螺钉、螺栓,所述连杆通过连杆连接销与滑动盘连接,所述转动臂的一端通过转动臂连接销与连杆连接,所述转动臂的另一端与转接轴固定,所述转接轴通过轴承安装在转接轴承座上,所述转接轴承座通过所述螺栓固定在机舱筒壁上,所述叶片轴套套在所述转接轴上,并通过螺钉固定。
[0009] 进一步,所述滑动盘为正六边形到正十二边形。
[0010] 进一步,所述调节机构的动力单元为发动机。
[0011] 进一步,所述机舱筒壁为圆柱形。
[0012] 进一步,所述机舱筒壁上设置有三个或四个维修孔。
[0013] 本申请还提供一种连杆式风轮叶片调节机构的使用方法,包括如下步骤:
[0014] S1、动力单元给连杆式风轮叶片调节机构供电;
[0015] S2、供电后,动力单元的输出机构带动丝杠转动;
[0016] S3、丝杠带动滑动盘在水平方向运动,连杆和转动臂转动;
[0017] S4、连杆和转动臂转动后,带动转动轴旋转。
[0018] 由以上技术方案可见,本申请选用丝杠螺母机构和连杆传动机构,改变了叶片调节方式,使叶片角度调节同步,使叶片的调节角度容易控制与稳定,使叶片晃动量降为零,有自锁功能,并降低了生产维护成本,可同时满足低风速及高风速区域的使用,提高了风机的风能利用效率,增大了整机输出功率,从而降低了单位发电功率的成本;解决了现有技术三叶片水平轴风力发电机输出功率难以进一步增大、风机可利用风速范围较窄、叶片角度调节异步、叶片晃动量大等问题。本发明技术特征结构紧凑,体积小、重量轻、传动比大,改进了叶片调节机构,结构简单合理,损耗较小,降低了故障率,方便日常维护、维修。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1为本发明实施例的主视图;
[0021] 图2为本发明实施例的左视图;
[0022] 图3为本发明实施例的俯视图;
[0023] 图4为本发明实施例的内部结构立体图;
[0024] 图5为本发明实施例的内部结构主视图;
[0025] 图6为本发明实施例的内部结构左视图;
[0026]图7为本发明实施例的内部结构俯视图;
具体实施方式
[0027] 下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明,但应当说明的是,这些实施方式并非对本发明的限制,本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法或者结构上的等效变换或替代,均属于本发明的保护范围之内。
[0028] 本申请提供一种连杆式风轮叶片调节机构,由图1〜7可知,一种连杆式风轮叶片调节机构,包括主轴水平设置的动力单元1、机座2、驱动电机固定盘3、机舱筒壁4、前端盖5,所述主轴水平设置的动力单元1位于机座2内部,所述主轴水平设置的动力单元为发动机,所述机座2和机舱筒壁4通过螺栓与驱动电机固定盘3连接,所述前端盖5通过螺栓与机舱筒壁4连接,所述机座2为工字形,所述机舱筒壁4为圆柱形,机舱筒壁4上设置有三个或四个维修孔41,所述维修孔41用于减轻机舱筒壁4的重量,所述机舱筒壁4内部设置有联轴器6、支撑机构7、丝杠螺母机构8、滑动机构9、连杆机构10,所述联轴器6与所述驱动电机固定盘3和所述支撑结构7连接,所述滑动机构9通过所述丝杠螺母机构8固定,所述连杆机构10固定在所述滑动机构9上。
[0029] 所述支撑机构7包括支撑盘71、支撑杆72、螺钉73,所述支撑盘71通过螺钉73安装在所述支撑杆72的一端,所述支撑杆72均匀布置在支撑盘71上,所述支撑杆72的另一端固定在驱动电机固定盘上3上,在本实施例中,支撑杆72的数量为3,在另一实施例中所述支撑杆72的数量可以为4个或5个。
[0030] 所述丝杠螺母机构8包括丝杠81、前轴承座82、后轴承座83、螺母84、第一轴承85、第二轴承86,所述螺母84安装在所述滑动盘中央,所述前轴承座82与第一轴承85安装在前端盖5上,后轴承座83与第二轴承86安装在支撑盘71上,所述丝杠81穿过支撑盘71与螺母84形成配合并通过联轴器6与主轴水平设置的动力单元1的输出端连接。
[0031] 所述滑动机构9包括滑杆91、滑动盘92、滑杆轴承93,所述滑杆91均匀安装在支撑盘71上,所述滑动盘92通过所述滑杆轴承93安装在所述滑杆91上,所述滑动盘92为正六边形到正十二边形,在本实施例中,滑杆91的数量为3,在另一实施例中所述滑杆91的数量可以为4个或5个。
[0032] 所述连杆机构10包括连杆101、连杆连接销102、转动臂连接销103、转动臂104、转接轴105、叶片轴套106、第三轴承107、转接轴承座108、螺钉109、螺栓1010,连杆101通过连杆连接销102与滑动盘92连接,所述转动臂104的一端通过转动臂连接销103与连杆101连接,所述转动臂104的另一端与转接轴105固定,所述转接轴105通过第三轴承107安装在转接轴承108座上,所述转接轴承座108通过螺栓1010安装在机舱筒壁4上,每个转接轴承座108上设置有4个螺栓1010,所述叶片轴套106套在所述转接轴105上,并通过螺钉109固定,每个叶片轴套106上设置有两个螺钉109,叶片放置在叶片轴套106内,叶片能够顺时针旋转,可以在15°〜80°内旋转。
[0033] 与上述描述的连杆式风轮叶片调节机构相匹配的使用方法,包括如下步骤:
[0034] S1、动力单元1给连杆式风轮叶片调节机构供电;
[0035] S2、供电后,动力单元1的输出机构带动丝杠81转动;
[0036] S3、丝杠81带动滑动盘92在水平方向来回往复运动,连杆101和转动臂104随着滑动盘92的运动而发生转动;
[0037] S4、连杆101和转动臂104转动后,带动转动轴105旋转,从而实现叶片的旋转。
[0038] 在本申请中,与主轴水平设置的动力单元1供电后,动力单元1的输出端通过带动丝杠2转动,带动滑动盘92在水平方向运动,进而实现连杆101和转动臂104的运动,调节控制叶片转动,改变迎风角度,当风力较大时,可将叶片迎风角度调至最小,减小风阻,保证风机满负荷运行。
[0039] 根据风机体积、重量,中型风机可使用多台电动机控制叶片角度,各台电动机的输出轴均与丝杠连接配合并传输动力。
[0040] 本申请解决了现有技术三叶片水平轴风力发电机输出功率难以进一步增大、风机可利用风速范围较窄、叶片角度调节异步、叶片晃动量大等问题,技术特征结构紧凑,体积小、重量轻、传动比大,改进了叶片调节机构,结构简单合理,损耗较小,降低了故障率,方便日常维护、维修。
[0041] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0042] 此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种连杆式风轮叶片调节机构,包括主轴水平设置的动力单元、机座、驱动电机固定盘、机舱筒壁、前端盖,所述主轴水平设置的动力单元位于机座内部,所述机座和机舱筒壁通过螺栓与驱动电机固定盘连接,所述前端盖通过螺栓与机舱筒壁连接,其特征在于所述机舱筒壁内部设置有联轴器、支撑机构、丝杠螺母机构、滑动机构、连杆机构,所述联轴器与所述驱动电机固定盘和所述支撑机构连接,所述滑动机构与所述丝杠螺母机构连接,所述连杆机构固定在所述滑动机构上。
2.如权利要求1所述的调节机构,其特征在于所述支撑机构包括支撑盘、支撑杆、螺钉,所述支撑盘通过螺钉安装在所述支撑杆的一端,所述支撑杆均匀布置在支撑盘上,所述支撑杆的另一端固定在驱动电机固定盘上。
3.如权利要求2所述的调节机构,其特征在于所述丝杠螺母机构包括丝杠、前轴承座、后轴承座、螺母、第一轴承、第二轴承,所述螺母安装在所述滑动盘中央,所述前轴承座与所述第一轴承安装在前端盖上,所述后轴承座及第二轴承安装在支撑盘上,所述丝杠穿过支撑盘与螺母形成配合并通过联轴器与主轴水平设置的动力单元连接。
4.如权利要求3所述的调节机构,其特征在于所述滑动机构包括滑杆、滑动盘、滑杆轴承,所述滑杆均匀安装在支撑盘上,所述滑动盘通过所述滑杆轴承安装在所述滑杆上。
5.如权利要求4所述的调节机构,其特征在于所述连杆机构包括连杆、连杆连接销、转动臂连接销、转动臂、转接轴、叶片轴套、第三轴承、转接轴承座、螺钉、螺栓,所述连杆通过连杆连接销与滑动盘连接,所述转动臂的一端通过转动臂连接销与连杆连接,所述转动臂的另一端与转接轴固定,所述转接轴通过轴承安装在转接轴承座上,所述转接轴承座通过所述螺栓固定在机舱筒壁上,所述叶片轴套套在所述转接轴上,并通过螺钉固定。
6.如权利要求4所述的调节机构,其特征在于所述滑动盘为正六边形到正十二边形。
7.如权利要求1所述的调节机构,其特征在于所述调节机构的动力单元为发动机。
8.如权利要求1所述的调节机构,其特征在于所述机舱筒壁为圆柱形。
9.如权利要求1所述的调节机构,其特征在于所述机舱筒壁上设置有三个或四个维修孔。
10.一种连杆式风轮叶片调节机构的使用方法,包括如下步骤: .51、动力单元给连杆式风轮叶片调节机构供电; .52、供电后,动力单元的输出机构带动丝杠转动; .53、丝杠带动滑动盘在水平方向运动,连杆和转动臂转动; .54、连杆和转动臂转动后,带动转动轴旋转。
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