CN106286131A - 小型风力发电机变桨控制机构 - Google Patents

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李晓琴
汪凯
叶友东
石鹏亮
刘伯平
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Anhui University of Science and Technology
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Anhui University of Science and Technology
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

本发明公开了一种小型风力发电机变桨控制机构，包括风轮、变桨片、桨距调节机构和桨片固定机构。所述风轮装有正六边形框架，框架上装有三组桨距调节机构和三组桨片固定机构且两种机构相间安装；所述桨片固定机构将桨片安装在风轮上，桨片可在桨片固定机构上转动；所述变桨片通过固定销安装在桨片上，可与桨片同步转动；所述桨距调节机构与变桨片配合，可在变桨片转动时自动伸缩。本发明结构简单、易于安装，可有效解决目前小型风力发电机的固定叶轮在风力变化时冲击力大、易损坏等问题，实现风力发电机组在不同风速下始终保持风轮最佳转换效率和最大输出功率。

Description

小型风力发电机变桨控制机构
技术领域
本发明属于风力发电领域，具体涉及一种小型风力发电机变桨控制机构。
背景技术
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能。
目前的小型风力发电机，叶轮是固定的，所以风速较大、风力变化频率较高时会对整体机构由很大冲击力，长期久会损坏，叶片必须有初始倾斜角度，那样才会有周向分力使之带动转子转动。采用变桨距功率调节技术可以有效地克服上述缺点，发电机组的叶片相对于风向有不同的功角，当风速持续变化时，叶片的功角始终保持在最佳角度，从而使风力发电机组有可能在不同风速下始终保持其风轮的最佳转换效率，使输出功率最大。
综上所述，发明一种结构简单、便于安装的小型风力发电机变桨控制机构具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有设备的不足，提供一种结构简单、安装方便的小型风力发电机变桨控制机构。
小型风力发电机变桨控制机构，包括风轮、变桨片、桨距调节机构和桨片固定机构。所述风轮装有正六边形框架，框架上装有三组桨距调节机构和三组桨片固定机构且两种机构相间安装；所述桨片固定机构将桨片安装在风轮上，桨片可在桨片固定机构上转动；所述变桨片通过固定销安装在桨片上，可与桨片同步转动；所述桨距调节机构与变桨片配合，可在变桨片转动时自动伸缩。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述桨片固定机构由角接触球轴承、端盖和固定螺钉组成，所述固定螺钉通过端盖将桨片安装在风轮上，桨片可在桨片固定机构上转动。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述变桨片通过固定销安装在桨片上，可实现变桨片和桨片的同步转动。
作为上述技术方案的进一步描述：
变桨片两端开有孔型斜槽，桨距调节机构上的调节滑块与变桨片孔型斜槽配合，调节滑块可在孔型斜槽里自由滑动。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述桨距调节机构包括调节滑块、止推轴承、挡板、调节轴、紧定螺钉、挡片、预紧弹簧，所述止推轴承和预紧弹簧安装在调节轴上，所述调节轴与风轮孔配合通过紧定螺钉安装在挡片上，所述调节滑块安装在调节轴顶部与止推轴承配合，可实现调节滑块的自由转动，所述预紧弹簧为调节滑块提供预紧力，可实现桨距调节机构在变桨片转动时自动伸缩。
本发明结构简单、易于安装，可有效解决目前小型风力发电机的固定叶轮在风力变化时冲击力大、易损坏等问题，实现风力发电机组在不同风速下始终保持风轮最佳转换效率和最大输出功率。
具体体现在：
1、桨片固定机构可实现桨片随风力大小的改变而改变迎角，保持风轮的转速，实现风力发电机的稳定发电；
2、桨距调节机构具有伸缩性，可通过调节滑块提供给变桨片一定的预紧力，实现桨片随风力变化而转动后保持迎角不变；
3、发电机转子直接耦合在风轮上，三个桨片随风力大小改变倾斜角，从而减小对风的阻力，也减小了内部器件的冲击力。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的桨距调节机构结构示意图；
图3为本发明的桨片固定机构结构示意图。
具体实施方式
参见图1、2、3，本发明提供的一种小型风力发电机变桨控制机构，包括风轮5、变桨片6、桨距调节机构2和桨片固定机构3。所述风轮5装有正六边形框架，框架上装有三组桨距调节机构2和三组桨片固定机构3且两种机构相间安装；所述桨片固定机构3由角接触球轴承3a、端盖3b和固定螺钉3c组成，所述固定螺钉3c通过端盖3b将桨片1安装在风轮5上，桨片1可在桨片固定机构3上转动；所述变桨片6两端开有孔型斜槽，通过固定销4安装在桨片1上；所述桨距调节机构2包括调节滑块2a、止推轴承2b、挡板2c、调节轴2d、紧定螺钉2e、挡片2f、预紧弹簧2g，所述止推轴承2b和预紧弹簧2g安装在调节轴2d上，所述调节轴2d与风轮5孔配合通过紧定螺钉2e安装在挡片2f上，所述调节滑块2a安装在调节轴2d顶部与变桨片6孔型斜槽配合，桨距调节机构2可伸缩。
本实施例中，固定螺钉通过端盖将桨片1安装在风轮5上，桨片1可在桨片固定机构3上转动，变桨片6通过固定销4安装在桨片1上，变桨片6和桨片1可同步转动。
本实施例中，变桨片6两端开有孔型斜槽，桨距调节机构2上的调节滑块2a与变桨片6孔型斜槽配合，调节滑块2a可在孔型斜槽里自由滑动，当风力变化使桨片1转动时，调节滑块2a随变桨片6转动而产生倾斜，由于长度限制，桨距调节机构2产生伸缩来保证调节滑块2a与变桨片6孔型斜槽的配合。
本实施例中，止推轴承2b和端盖3b2g安装在调节轴2d2d上，调节轴2d2d与风轮5孔配合通过紧定螺钉3c2e安装在挡片2f上，调节滑块2a安装在调节轴2d2d顶部与止推轴承2b配合，可实现调节滑块2a的自由转动，端盖3b2g为调节滑块2a提供预紧力，可实现桨距调节机构2在变桨片6转动时自动伸缩。
本发明中桨片固定机构3可实现桨片1随风力大小的改变而改变迎角，保持风轮5的转速，实现风力发电机的稳定发电；桨距调节机构2具有伸缩性，可通过调节滑块2a提供给变桨片6一定的预紧力，实现桨片1随风力变化而转动后保持迎角不变；发电机转子直接耦合在风轮5上，三个桨片1随风力大小改变倾斜角，从而减小对风的阻力，也减小了内部器件的冲击力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.小型风力发电机变桨控制机构，包括风轮、变桨片、桨距调节机构和桨片固定机构，所述风轮装有正六边形框架，框架上装有三组桨距调节机构和三组桨片固定机构且两种机构相间安装。
2.根据权利要求1所述的小型风力发电机变桨控制机构，其特征在于：所述桨片固定机构由角接触球轴承、端盖和固定螺钉组成，所述固定螺钉通过端盖将桨片安装在风轮上，桨片可在桨片固定机构上转动。
3.根据权利要求1所述的小型风力发电机变桨控制机构，其特征在于：所述变桨片两端开有孔型斜槽，通过固定销安装在桨片上。
4.根据权利要求1、3所述的小型风力发电机变桨控制机构，其特征在于：所述桨距调节机构包括调节滑块、止推轴承、挡板、调节轴、紧定螺钉、挡片、预紧弹簧，所述止推轴承和预紧弹簧安装在调节轴上，所述调节轴与风轮孔配合通过紧定螺钉安装在挡片上，所述调节滑块安装在调节轴顶部与变桨片孔型斜槽配合，桨距调节机构可伸缩。
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