CN106567802A - 一种可抗强风的风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可抗强风的风力发电机，其特征在于该风力发电机对风机叶轮及塔架进行了特殊设计，保证了风力发电机在强风环境下仍能正常工作的性能。该风力发电机包括叶片、轮毂、机舱和塔架，所述叶片安装在轮毂的侧面上，轮毂的一端面与机舱的一侧面相连，塔架的顶端与机舱的底面相连。所述叶片上设有叶片安装座、叶片连接孔和叶片安装座孔；所述轮毂为三角锥形，设有轮毂安装法兰，轮毂叶片安装孔。由于叶片安装具有一定倾角，当风力过大时，叶片不会受到较大的弯曲应力，从而达到了抵抗强风的作用。本发明设计的风力发电机实现了强风环境下仍能工作的效果，具有发电效率高、稳定性好、使用寿命长等特点，适于实际应用推广。

Description

一种可抗强风的风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，具体是一种可抗强风的风力发电机。
背景技术
风力发电机在运行过程中，当风速超出风机切出风速时，风力发电机叶片所受弯曲应力将会达到极限状态。同时，较大的风速会导致风力发电机齿轮箱内部齿轮运行过快，如果风力发电机长时间保持超速运转，齿轮箱中的热量无法及时散出，会导致齿轮箱中齿轮发生胶合故障，风力发电机的发电机也会因为长时间超载而烧掉。所以为了保护风力发电机不受损害，需要风力发电机顺桨制动，使得风力发电机在较大风速时停机，以达到保护风力发电机的目的，这对延长风力发电机寿命具有重要的意义。
现有风力发电机当遇到强风环境时，风力发电机的控制系统控制风力发电机的刹车系统开始制动，同时控制风力发电机的变桨装置开始运动，使风力发电机桨距角达到90°实现顺桨，以达到风力制动的目的。当风力发电机制动完成后，风力发电机停止工作，达到保护风力发电机的目的。但虽然此时风力发电机停止工作，但由于叶片较长，所以叶片仍会受到较大的弯曲应力，这就造成了风力发电机仍然存在被破坏的风险，同时风力发电机停止工作，降低了风机的发电效率。
发明内容
为了克服现有技术风力发电机叶片容易被破坏的缺陷，本发明提供一种可抗强风的风力发电机。
该风力发电机主要对叶片、轮毂和塔架进行了改进，轮毂采用三角锥形设计，每个三角锥面呈一定角度安装叶片，叶片安装角度沿着风向偏移较大角度，由于叶片呈一定角度安装，为了使塔架与机舱连接后不与叶轮发生干涉，在塔架上设置一弯曲梁结构，这样可保证风机正常转动；当风力过大的时候，风机叶片不会受到较大的弯曲应力，所以风力可以正常运作，这有就达到了抵挡强风的作用，可以有效的克服现有技术的不足。
本发明提供一种可抗强风的风力发电机，主要包括叶片、轮毂、机舱和塔架，其特征在于，所述叶片安装在轮毂的侧面上，轮毂的一端面与机舱的一侧面相连，塔架的顶端与机舱的底面相连。
所述叶片上设有叶片安装三角座、叶片三角座槽、叶片安装孔，叶片纵向整体呈圆弧形，叶片安装三角座设置在叶片背侧，叶片三角座槽设置在叶片安装三角座上，主要功能是为了减小叶片的重量，叶片安装孔开设在叶片安装三角座上，并为安装螺栓开设了足有的安装空间；所述轮毂整体呈三角锥形，其上设有轮毂安装法兰和轮毂叶片安装孔，轮毂叶片安装孔设置在轮毂的三个锥侧面上，每个侧面上设有三个，轮毂叶片安装孔与叶片安装三角座连接以安装叶片；轮毂安装法兰设置在轮毂的另一个面上，用于连接机舱。
所述塔架包括塔架法兰、弯曲梁、塔筒，塔架法兰设置在弯曲梁的上端面上，其上沿周向开设有安装孔，与机舱的底面配合安装；弯曲梁“V”字型弯曲角度为30度，其上端设置有塔架法兰，其下端与塔筒连接；弯曲梁与塔筒连接的部分可进行回转运动以实现偏航；弯曲梁的弯曲部分长度大于叶片的长度至少500毫米，以保证不干涉叶片的转动。
与现有技术相比，本发明一种可抗强风的风力发电机的有益效果是：使得风力发电机叶片收到较小的弯曲应力，实现了强风环境下仍能工作的效果，具有发电效率高、稳定性好、使用寿命长等特点，适于实际应用推广。
附图说明
图1是本发明一种实施例的整体结构示意图；
图2是本发明一种实施例的叶片主视结构示意图；
图3是本发明一种实施例的叶片后视结构示意图；
图4是本发明一种实施例的轮毂立体结构示意图；
图5是本发明一种实施例的轮毂剖视结构示意图；
图6是本发明一种实施例的塔架结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图详细叙述本发明。实施例是以本发明所述技术方案为前提进行的具体实施，给出了详细的实施方式和过程。但本申请的权利要求保护范围不限于下述的实施例描述。
本发明设计的一种可抗强风的风力发电机(简称风力发电机，参见图1-4)，主要包括叶片1、轮毂2、机舱3和塔架4；所述叶片1安装在轮毂2的侧面上，轮毂2的一端面与机舱3的一侧面相连，塔架4的顶端与机舱3的底面相连。
所述叶片1(参见图2)上设有叶片安装三角座1.1、叶片三角座槽1.2、叶片安装孔1.3，叶片纵向整体呈圆弧形，叶片安装三角座1.1设置在叶片背侧，叶片三角座槽1.2设置在叶片安装三角座1.1上，主要功能是为了减小叶片1的重量，叶片安装孔1.3开设在叶片安装三角座1.1上，并为安装螺栓开设了足有的安装空间；所述轮毂2(参见图3)整体呈三角锥形，其上设有轮毂安装法兰2.1和轮毂叶片安装孔2.2，轮毂叶片安装孔2.2设置在轮毂2的三个锥侧面上，每个侧面上设有三个，轮毂叶片安装孔2.2与叶片安装三角座1.1连接以安装叶片1；轮毂安装法兰2.1设置在轮毂2的另一个面上，用于连接机舱3；
所述塔架4(参见图4)包括塔架法兰4.1、弯曲梁4.2、塔筒4.3，塔架法兰4.1设置在弯曲梁4.2的上端面上，其上沿周向开设有安装孔，与机舱3的底面配合安装；弯曲梁4.2为安装时开口朝侧边的“V”字形结构，“V”字根部角度为30度，其上端设置有塔架法兰4.1，其下端与塔筒4.3连接；弯曲梁4.2与塔筒4.3连接的部分可进行回转运动以实现偏航；弯曲梁4.2的弯曲部分长度大于叶片1的长度，这样可保证不干涉叶片1的转动。
本发明设计的风力发电机，其特征在于改变叶片、轮毂和塔架的结构形式。所述叶片上设有叶片安装三角座、叶片三角座槽和叶片安装孔，叶片安装三角座与轮毂连接安装叶片，叶片三角座槽起到减轻叶片重量的作用，叶片安装孔用以通过螺栓对其进行安装，叶片安装座与叶片之间呈一定角度，叶片起到接收风能的直接作用。所述轮毂外形为三角锥形，设有轮毂安装法兰和轮毂叶片安装孔，轮毂安装法兰具有24个法兰连接孔与机舱配合，用以安装固定轮毂，轮毂叶片安装孔用于和叶片安装孔配合以安装叶片。由于轮毂呈三角锥形，使得叶片安装后与来风向呈较大的角度，可保证叶片能承受较大的风力；所述机舱前段安装叶轮，下端面安装在塔架上；所述塔架上设有塔架法兰、弯曲梁和塔筒，塔架法兰和机舱下端连接以固定、支撑机舱，弯曲梁整体呈V字形，用于为叶轮回转留有足够的空间，另外弯曲梁与塔筒结合部分可进行转动以实现偏航。
本发明一种可抗强风的风力发电机，其整体结构图可参考图1，可抵抗强风环境，即使在较大风速下也能正常工作，使风力发电机可提高了发电效率，具有结构稳定性好、寿命长等优点。
本发明一种可抗强风的风力发电机的工作原理和过程如下：当风力作用于叶片1上时候将会对叶片1产生一定的作用力，同时也会产生一定的弯曲应力，由于叶片1与轮毂2安装时呈一定角度，所以叶片1能将作用在其上的弯曲应力转换为旋转动力，使得叶片1不会受到较大的弯曲应力；由于叶片1具有一定安装角度，所以如果采用普通塔架，叶片1在转动时会与塔架产生干涉，塔架4上设有弯曲梁4.2，为叶片1的选择留有了足够的空间；当需要偏航时，弯曲梁4.2带动机舱3沿着塔筒4.3转动。本发明设计的风力发电机实现了在强风下仍能工作的效果。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (2)

1.一种可抗强风的风力发电机，主要包括叶片、轮毂、机舱和塔架，其特征在于，所述叶片安装在轮毂的侧面上，轮毂的一端面与机舱的一侧面相连，塔架的顶端与机舱的底面相连；
所述叶片上设有叶片安装三角座、叶片三角座槽、叶片安装孔，叶片纵向整体呈圆弧形，叶片安装三角座设置在叶片背侧，叶片三角座槽设置在叶片安装三角座上，主要功能是为了减小叶片的重量，叶片安装孔开设在叶片安装三角座上，并为安装螺栓开设了足有的安装空间；所述轮毂整体呈三角锥形，其上设有轮毂安装法兰和轮毂叶片安装孔，轮毂叶片安装孔设置在轮毂的三个锥侧面上，每个侧面上设有三个，轮毂叶片安装孔与叶片安装三角座连接以安装叶片；轮毂安装法兰设置在轮毂的另一个面上，用于连接机舱；
所述塔架包括塔架法兰、弯曲梁、塔筒，塔架法兰设置在弯曲梁的上端面上，其上沿周向开设有安装孔，与机舱的底面配合安装；弯曲梁上端设置有塔架法兰，其下端与塔筒连接；弯曲梁与塔筒连接的部分可进行回转运动以实现偏航；弯曲梁的弯曲部分长度大于叶片的长度，以保证不干涉叶片的转动。
2.根据权利要求1所述的一种可抗强风的风力发电机，其特征在于，所述塔架的弯曲梁为安装时开口朝侧边的“V”字形结构,“V”根部角度为30度，弯曲梁的弯曲部分长度大于叶片的长度至少500毫米。
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