CN106870278B - 一种具有防风功能的风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有防风功能的风力发电机，包括风轮、发电机、限速安全机构，塔架和储能机构，所述风轮包括风扇组件、滑动组件和定位组件，所述滑动组件包括支架、滑块、第一铰接块、第二铰接块和第三铰接块，所述定位组件包括电机、第一圆齿轮、第二圆齿轮、定位单元、铁块和定位块，所述阻尼组件包括阻尼块、推杆、阻尼环和阻尼舱，该具有防风功能的风力发电机设计巧妙，可行性高，在风力较大时，安全限速机构把转数信号发送给PLC，PLC控制滑动组件把扇叶收起去与转轴平行，这样就减少的风力发电机的截面积，从而减少受力面，减少风对风力发电机的推力，从而提高了风力发电机的防风性，保障了风力发电机的安全。

Description

一种具有防风功能的风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，特别涉及一种具有防风功能的风力发电机。
背景技术
风力发电机一般有风轮、发电机、尾翼、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。
在风力越大时，发电量越多，不会风轮旋转过快容易对风力发电机产生危害，通过限速安全机构没控制风轮的转数，而在于到飓风是，超大的风力会对风力发电机造成危害或者吹到风力发电机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有防风功能的风力发电机。
本发明解决问题所采用的技术方案是：一种具有防风功能的风力发电机，包括风轮、发电机、限速安全机构，塔架和储能机构，所述风轮包括风扇组件、滑动组件和定位组件；
所述风扇组件包括扇叶和转轴，所述扇叶均匀设置在转轴一端的外周面上，所述转轴穿过发电机，所述发电机和储能机构均设置在塔架内；
所述滑动组件包括支架、滑块、第一铰接块、第二铰接块和第三铰接块，所述扇叶通过第一铰接块与转轴铰接，所述第一铰接块包括支杆和限位块，所述扇叶上设有铰接孔，所述支杆的一端穿过铰接孔与转轴固定连接，所述支杆的另一端与限位块连接，所述限位块的直径大于铰接孔的直径，所述转轴上设有滑槽，所述滑块位于滑槽内，所述滑块通过滑槽与转轴滑动连接，所述支架的一端通过第二铰接块与滑块铰接，所述支架的另一端通过第三铰接块与扇叶铰接；
所述定位组件包括电机、第一圆齿轮、第二圆齿轮、定位单元、铁块和定位块，所述电机驱动第一圆齿轮旋转，所述第一圆齿轮和第二圆齿轮啮合，所述滑槽靠近滑块的一侧上设有条齿轮，所述第二圆齿轮设置在滑块上，所述第二圆齿轮与条齿轮啮合，所述定位单元设置在滑块上，所述定位单元包括定位块、弹簧、铁块和电磁铁，所述定位块设置在铁块上，所述铁块通过弹簧与电磁铁连接，所述转轴上还设有定位孔，所述定位块与定位孔匹配，所述定位块位于定位孔内；
所述限速安全机构内设有PLC，所述电机、电磁铁均与PLC电连接。
作为优选，为了在收缩扇叶时，是扇叶的收缩速度保持平稳，不使扇叶撞坏，所述滑块的一侧还设有阻尼组件，所述阻尼组件包括阻尼块、推杆、阻尼环和阻尼舱，所述阻尼块固定设置在滑块的一侧，所述滑块通过阻尼块与推杆连接，所述阻尼环设置在推杆上，所述阻尼舱内设有阻尼液，所述推杆穿过阻尼舱，所述推杆与阻尼舱密封连接，所述阻尼环位于阻尼舱内。
在风力较强时，风推扇叶的推力也较大，没有阻尼组件会使扇叶撞击转轴，使扇叶和转轴造成破坏，在收缩扇叶时，推块推动阻尼环，因阻尼舱内设有阻尼液，使阻尼环在阻尼舱内缓慢滑动，从而使扇叶的收缩速度保持平稳。
作为优选，为了方便定位块进入定位孔，所述定位块远离铁块的一侧锥形设置。
作为优选，为了增加第一铰接块、第二铰接块、第三铰接块的牢固度，所述第一铰接块、第二铰接块和第三铰接块的制作材料均为钢材料。
实际上第二铰接块和第三铰接块与第一铰接块相同。
作为优选，为了是扇叶始终正对风向，所述转轴远离扇叶的一端还设有套筒和尾翼，所述套筒套设在转轴的一端，所述尾翼设置在套筒上。
作为优选，为了减少第一圆齿轮上的力臂，从而更方便是电机驱动滑块滑动，所述第一圆齿轮的直径小于第二圆齿轮的直径。
作为优选，为了方便控制，所述电机为伺服电机。
作为优选，为了保护第一圆齿轮、第二圆齿轮和条齿轮之间，所述第一圆齿轮、第二圆齿轮和条齿轮之间涂有机油。
作为优选，为了给滑块导向，所述滑块上设有燕尾榫，所述转轴上设有燕尾槽，所述燕尾槽与燕尾榫匹配。
作为优选，为了增加定位块的牢固度，所述定位块为钢块。
本发明的有益效果是，该具有防风功能的风力发电机设计巧妙，可行性高，在风力较大时，安全限速机构把转数信号发送给PLC，PLC控制滑动组件把扇叶收起去与转轴平行，这样就减少的风力发电机的截面积，从而减少受力面，减少风对风力发电机的推力，从而提高了风力发电机的防风性，保障了风力发电机的安全。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的结构示意图。
图2是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的扇叶组件的结构示意图。
图3是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的滑动组件的结构示意图。
图4是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的定位组件的结构示意图。
图5是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的阻尼组件的结构示意图。
图中：1.尾翼，2.塔架，3.扇叶，4.转轴，5.支架，6.发电机，7.第一铰接块，8.第二铰接块，9.第三铰接块，10.滑块，11.铁块，12.条齿轮，13.定位块，14.阻尼块，15.电机，16.第一圆齿轮，17.第二圆齿轮，18.电磁铁，19.弹簧，20.推杆，21.阻尼环，22.阻尼舱。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-5所示，一种具有防风功能的风力发电机，包括风轮、发电机6、限速安全机构，塔架2和储能机构，所述风轮包括风扇组件、滑动组件和定位组件；
所述风扇组件包括扇叶3和转轴4，所述扇叶3均匀设置在转轴4一端的外周面上，所述转轴4穿过发电机6，所述发电机6和储能机构均设置在塔架2内；
所述滑动组件包括支架5、滑块10、第一铰接块7、第二铰接块8和第三铰接块9，所述扇叶3通过第一铰接块7与转轴4铰接，所述第一铰接块7包括支杆和限位块，所述扇叶3上设有铰接孔，所述支杆的一端穿过铰接孔与转轴4固定连接，所述支杆的另一端与限位块连接，所述限位块的直径大于铰接孔的直径，所述转轴4上设有滑槽，所述滑块10位于滑槽内，所述滑块10通过滑槽与转轴4滑动连接，所述支架5的一端通过第二铰接块8与滑块10铰接，所述支架5的另一端通过第三铰接块9与扇叶3铰接；
所述定位组件包括电机15、第一圆齿轮16、第二圆齿轮17、定位单元、铁块11和定位块13，所述电机15驱动第一圆齿轮16旋转，所述第一圆齿轮16和第二圆齿轮17啮合，所述滑槽靠近滑块10的一侧上设有条齿轮12，所述第二圆齿轮17设置在滑块10上，所述第二圆齿轮17与条齿轮12啮合，所述定位单元设置在滑块10上，所述定位单元包括定位块13、弹簧19、铁块11和电磁铁18，所述定位块13设置在铁块11上，所述铁块11通过弹簧19与电磁铁18连接，所述转轴4上还设有定位孔，所述定位块13与定位孔匹配，所述定位块13位于定位孔内；
所述限速安全机构内设有PLC，所述电机15、电磁铁18均与PLC电连接。
作为优选，为了在收缩扇叶3时，是扇叶3的收缩速度保持平稳，不使扇叶3撞坏，所述滑块10的一侧还设有阻尼组件，所述阻尼组件包括阻尼块14、推杆20、阻尼环21和阻尼舱22，所述阻尼块14固定设置在滑块10的一侧，所述滑块10通过阻尼块14与推杆20连接，所述阻尼环21设置在推杆20上，所述阻尼舱22内设有阻尼液，所述推杆20穿过阻尼舱22，所述推杆20与阻尼舱22密封连接，所述阻尼环21位于阻尼舱22内。
在风力较强时，风推扇叶3的推力也较大，没有阻尼组件会使扇叶3撞击转轴4，使扇叶3和转轴4造成破坏，在收缩扇叶3时，推块推动阻尼环21，因阻尼舱22内设有阻尼液，使阻尼环21在阻尼舱22内缓慢滑动，从而使扇叶3的收缩速度保持平稳。
作为优选，为了方便定位块13进入定位孔，所述定位块13远离铁块11的一侧锥形设置。
作为优选，为了增加第一铰接块7、第二铰接块8、第三铰接块9的牢固度，所述第一铰接块7、第二铰接块8和第三铰接块9的制作材料均为钢材料。
实际上第二铰接块8和第三铰接块9与第一铰接块7相同。
作为优选，为了是扇叶3始终正对风向，所述转轴4远离扇叶3的一端还设有套筒和尾翼1，所述套筒套设在转轴4的一端，所述尾翼1设置在套筒上。
作为优选，为了减少第一圆齿轮16上的力臂，从而更方便是电机15驱动滑块10滑动，所述第一圆齿轮16的直径小于第二圆齿轮17的直径。
作为优选，为了方便控制，所述电机15为伺服电机。
作为优选，为了保护第一圆齿轮16、第二圆齿轮17和条齿轮12之间，所述第一圆齿轮16、第二圆齿轮17和条齿轮12之间涂有机油。
作为优选，为了给滑块10导向，所述滑块10上设有燕尾榫，所述转轴4上设有燕尾槽，所述燕尾槽与燕尾榫匹配。
作为优选，为了增加定位块13的牢固度，所述定位块13为钢块。
在风力发电机工作是，定位块13位于定位孔内，使滑块10固定，从而支架5支撑扇叶3，扇叶3旋转后发电，当风力过强时，安全限速机构把转数信号发送给PLC，PLC控制，电磁铁18开启，电磁铁18吸附铁块11，从而使定位块13离开定位孔，PLC控制电机15旋转，电机15驱动第一圆齿轮16旋转，第一圆齿轮16和第二圆齿轮17啮合，第二圆齿轮17和条齿轮12啮合，这样就使滑块10在滑槽内滑动，因扇叶3与转轴4铰接，支杆分别于扇叶3和滑块10铰接，在滑块10滑动时，是扇叶3朝着转轴4旋转，从而使扇叶3与转轴4平行，减少了扇叶3在风中的受力面积，在强风过后，操作人员控制电机15反方向旋转，使滑块10反方向滑动，是支架5支撑风扇，定位块13位于定位孔内，从而使滑块10固定，从而进行正常的风力发电工作。
本发明的有益效果是，该具有防风功能的风力发电机设计巧妙，可行性高，在风力较大时，安全限速机构把转数信号发送给PLC，PLC控制滑动组件把扇叶3收起去与转轴4平行，这样就减少的风力发电机的截面积，从而减少受力面，减少风对风力发电机的推力，从而提高了风力发电机的防风性，保障了风力发电机的安全。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有防风功能的风力发电机，其特征在于:包括风轮、发电机(6)、限速安全机构，塔架(2)和储能机构，所述风轮包括风扇组件、滑动组件和定位组件；
所述风扇组件包括扇叶(3)和转轴(4)，所述扇叶(3)均匀设置在转轴(4)一端的外周面上，所述转轴(4)穿过发电机(6)，所述发电机(6)和储能机构均设置在塔架(2)内；
所述滑动组件包括支架(5)、滑块(10)、第一铰接块(7)、第二铰接块(8)和第三铰接块(9)，所述扇叶(3)通过第一铰接块(7)与转轴(4)铰接，所述第一铰接块(7)包括支杆和限位块，所述扇叶(3)上设有铰接孔，所述支杆的一端穿过铰接孔与转轴(4)固定连接，所述支杆的另一端与限位块连接，所述限位块的直径大于铰接孔的直径，所述转轴(4)上设有滑槽，所述滑块(10)位于滑槽内，所述滑块(10)通过滑槽与转轴(4)滑动连接，所述支架(5)的一端通过第二铰接块(8)与滑块(10)铰接，所述支架(5)的另一端通过第三铰接块(9)与扇叶(3)铰接；
所述定位组件包括电机(15)、第一圆齿轮(16)、第二圆齿轮(17)、定位单元、铁块(11)和定位块(13)，所述电机(15)驱动第一圆齿轮(16)旋转，所述第一圆齿轮(16)和第二圆齿轮(17)啮合，所述滑槽靠近滑块(10)的一侧上设有条齿轮(12)，所述第二圆齿轮(17)设置在滑块(10)上，所述第二圆齿轮(17)与条齿轮(12)啮合，所述定位单元设置在滑块(10)上，所述定位单元包括定位块(13)、弹簧(19)、铁块(11)和电磁铁(18)，所述定位块(13)设置在铁块(11)上，所述铁块(11)通过弹簧(19)与电磁铁(18)连接，所述转轴(4)上还设有定位孔，所述定位块(13)与定位孔匹配，所述定位块(13)位于定位孔内；
所述限速安全机构内设有PLC，所述电机(15)、电磁铁(18)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述滑块(10)的一侧还设有阻尼组件，所述阻尼组件包括阻尼块(14)、推杆(20)、阻尼环(21)和阻尼舱(22)，所述阻尼块(14)固定设置在滑块(10)的一侧，所述滑块(10)通过阻尼块(14)与推杆(20)连接，所述阻尼环(21)设置在推杆(20)上，所述阻尼舱(22)内设有阻尼液，所述推杆(20)穿过阻尼舱(22)，所述推杆(20)与阻尼舱(22)密封连接，所述阻尼环(21)位于阻尼舱(22)内。
3.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述定位块(13)远离铁块(11)的一侧锥形设置。
4.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述第一铰接块(7)、第二铰接块(8)和第三铰接块(9)的制作材料均为钢材料。
5.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述转轴(4)远离扇叶(3)的一端还设有套筒和尾翼(1)，所述套筒套设在转轴(4)的一端，所述尾翼(1)设置在套筒上。
6.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述第一圆齿轮(16)的直径小于第二圆齿轮(17)的直径。
7.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述电机(15)为伺服电机。
8.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述第一圆齿轮(16)、第二圆齿轮(17)和条齿轮(12)之间涂有机油。
9.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述滑块(10)上设有燕尾榫，所述转轴(4)上设有燕尾槽，所述燕尾槽与燕尾榫匹配。
10.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述定位块(13)为钢块。
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