CN107023443A - 一种具有阻力检测功能的风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有阻力检测功能的风力发电机，包括塔体、壳体、扇叶机构、齿轮箱、发电机构、PLC和阻力检测机构,所述扇叶机构包括叶片和低速转轴，所述阻力检测机构包括连接块、气缸、检测组件和阻尼组件，所述阻尼组件包括驱动单元、丝杆、走位块、第二弹簧和阻尼块,该具有阻力检测功能的风力发电机结构设计巧妙，可以进行定期检测，通过阻尼组件对低速转轴进行阻尼作用，在通过检测机构中的编码器检测低速转轴的作用，再把信号发送给PLC进行比对，当检测的数据为非线性的，且差距加大时，PLC通过无线通讯模块发送给工作人员，通知工作人员维修，从而保障了该具有阻力检测功能的风力发电机正常运行。

Description

一种具有阻力检测功能的风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电机领域，特别涉及一种具有阻力检测功能的风力发电机。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，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。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。

风力发电机在使用一段时间后，会出现机器老化的现象，使低速转轴与支撑架的摩擦力加大，这样会影响发电效率，严重的甚至使风扇难以旋转。

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，提供一种具有阻力检测功能的风力发电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有阻力检测功能的风力发电机，包括塔体、壳体、扇叶机构、齿轮箱、发电机构、PLC和阻力检测机构；

所述扇叶机构包括叶片和低速转轴，所述低速转轴的一端伸入齿轮箱，所述低速转轴伸入齿轮箱的一端设有斜齿轮，所述低速转轴通过斜齿轮与齿轮箱传动连接，所述高速转轴位于齿轮箱的另一端，所述齿轮箱通过高速转轴与发电机构传动连接，所述低速转轴伸入齿轮箱的一端上设有驱动槽，所述驱动槽为环形，所述驱动槽的圆心在低速转轴的轴线上；

所述阻力检测机构包括连接块、气缸、检测组件和阻尼组件，所述阻力检测机构位于低速转轴的上方，所述气缸固定设置在壳体上，所述气缸位于低速转轴的正上方，所述检测组件位于连接块的下方，所述检测组件包括第一弹簧、连接架、轴承、检测转轴、滚轮和编码器，所述编码器和滚轮与检测转轴同轴固定，所述滚轮的直径大于编码器的直径，所述检测转轴水平设置，所述检测转轴与低速转轴平行，所述检测转轴通过轴承设置在连接架上，所述连接架通过第一弹簧连接在连接块的下方；

所述阻尼组件包括驱动单元、丝杆、走位块、第二弹簧和阻尼块，所述阻尼组件位于连接块的下方，所述阻尼组件位于检测组件的一侧，所述驱动单元固定设在连接块上，所述驱动单元驱动丝杆旋转，所述走位块内设有走位孔，所述走位孔上设有内螺纹，所述走位孔上的内螺纹与丝杆上的外螺纹匹配，所述丝杆的一端穿入走位块中，所述阻尼块通过第二弹簧与走位块连接，所述走位块位于连接块的下方，所述阻尼块位于低速转轴的正上方；

所述驱动单元、气缸和编码器均与PLC电连接。

作为优选，为了检测当前的风速，所述壳体上还设有风速测试仪，所述风速测速仪与PLC电连接。

把风速信号发送给PLC进行数据汇总，可以更清晰的比对出低速转轴的摩擦阻力是否达标，还能风速为多少时，扇叶会旋转，如风速足够大时，低速转轴还不旋转，则发送报警信号。

作为优选，为了使阻力检测机构滑动得更平稳，所述连接块的两侧还设有滑块，所述滑块的一侧设有燕尾榫，所述壳体的内壁上设有燕尾槽，所述燕尾榫与燕尾槽匹配，所述滑块的滑动方向与低速转轴垂直。

作为优选，为了更好的与低速转轴贴合，所述阻尼块靠近低速转轴的一侧为弧形。

作为优选，为了使走位块走位更平稳，所述连接块上还设有限位杆，所述限位杆的一端与驱动单元连接，所述限位杆的另一端穿入走位块。

作为优选，为了方便控制，所述驱动单元为伺服电机。

作为优选，为了方便把信号发送给手机等智能终端，所述壳体内还设有无线通讯模块，所述无线通讯模块与PLC电连接。

作为优选，为了方便维护人员攀爬，所述塔体上还设有攀爬梯。

作为优选，为了是风扇正对风向，所述壳体远离风扇的一侧还设有尾翼。

作为优选，为了增加摩擦系数，从而更好的是低速转轴驱动滚轮旋转，所述滚轮的外表面为磨砂面。

本发明的有益效果是，该具有阻力检测功能的风力发电机结构设计巧妙，可以进行定期检测，通过阻尼组件对低速转轴进行阻尼作用，在通过检测机构中的编码器检测低速转轴的作用，再把信号发送给PLC进行比对，当检测的数据为非线性的，且差距加大时，PLC通过无线通讯模块发送给工作人员，通知工作人员维修，从而保障了该具有阻力检测功能的风力发电机正常运行。

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是本发明的具有阻力检测功能的风力发电机的结构示意图；

图2是本发明的具有阻力检测功能的风力发电机的阻力检测机构的结构示意图；

图3是本发明的具有阻力检测功能的风力发电机的滑块与壳体的连接结构示意图；

图4本发明的具有阻力检测功能的风力发电机的是阻力块的截面图；

图中：1.叶片，2.壳体，3.低速转轴，4.尾翼，5.发电机构，6.高速转轴，7.齿轮箱，8.塔体，9.攀爬梯，10.阻力检测机构，11.气缸，12.第一弹簧，13.连接架，14.编码器，15.滚轮，16.检测转轴，17.轴承，18.驱动单元，19.滑块，20.连接块，21.丝杆，22.限位杆，23.走位块，24.第二弹簧，25.阻尼块，26.燕尾榫。

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-图4所示，一种具有阻力检测功能的风力发电机，包括塔体8、壳体2、扇叶机构、齿轮箱7、发电机构5、PLC和阻力检测机构10；

所述扇叶机构包括叶片1和低速转轴3，所述低速转轴3的一端伸入齿轮箱7，所述低速转轴3伸入齿轮箱7的一端设有斜齿轮，所述低速转轴3通过斜齿轮与齿轮箱7传动连接，所述高速转轴6位于齿轮箱7的另一端，所述齿轮箱7通过高速转轴6与发电机构5传动连接，所述低速转轴3伸入齿轮箱7的一端上设有驱动槽，所述驱动槽为环形，所述驱动槽的圆心在低速转轴3的轴线上；

所述阻力检测机构10包括连接块20、气缸11、检测组件和阻尼组件，所述阻力检测机构10位于低速转轴3的上方，所述气缸11固定设置在壳体2上，所述气缸11位于低速转轴3的正上方，所述检测组件位于连接块20的下方，所述检测组件包括第一弹簧12、连接架13、轴承17、检测转轴16、滚轮15和编码器14，所述编码器14和滚轮15与检测转轴16同轴固定，所述滚轮15的直径大于编码器14的直径，所述检测转轴16水平设置，所述检测转轴16与低速转轴3平行，所述检测转轴16通过轴承17设置在连接架13上，所述连接架13通过第一弹簧12连接在连接块20的下方；

所述阻尼组件包括驱动单元18、丝杆21、走位块23、第二弹簧24和阻尼块25，所述阻尼组件位于连接块20的下方，所述阻尼组件位于检测组件的一侧，所述驱动单元18固定设在连接块20上，所述驱动单元18驱动丝杆21旋转，所述走位块23内设有走位孔，所述走位孔上设有内螺纹，所述走位孔上的内螺纹与丝杆21上的外螺纹匹配，所述丝杆21的一端穿入走位块23中，所述阻尼块25通过第二弹簧24与走位块23连接，所述走位块23位于连接块20的下方，所述阻尼块25位于低速转轴3的正上方；

所述驱动单元18、气缸11和编码器14均与PLC电连接。

作为优选，为了检测当前的风速，所述壳体2上还设有风速测试仪，所述风速测速仪与PLC电连接。

把风速信号发送给PLC进行数据汇总，可以更清晰的比对出低速转轴3的摩擦阻力是否达标，还能风速为多少时，扇叶会旋转，如风速足够大时，低速转轴3还不旋转，则发送报警信号。

作为优选，为了使阻力检测机构10滑动得更平稳，所述连接块20的两侧还设有滑块19，所述滑块19的一侧设有燕尾榫26，所述壳体2的内壁上设有燕尾槽，所述燕尾榫26与燕尾槽匹配，所述滑块19的滑动方向与低速转轴3垂直。

作为优选，为了更好的与低速转轴3贴合，所述阻尼块25靠近低速转轴3的一侧为弧形。

作为优选，为了使走位块23走位更平稳，所述连接块20上还设有限位杆22，所述限位杆22的一端与驱动单元18连接，所述限位杆22的另一端穿入走位块23。

作为优选，为了方便控制，所述驱动单元18为伺服电机。

作为优选，为了方便把信号发送给手机等智能终端，所述壳体2内还设有无线通讯模块，所述无线通讯模块与PLC电连接。

作为优选，为了方便维护人员攀爬，所述塔体8上还设有攀爬梯9。

作为优选，为了是风扇正对风向，所述壳体2远离风扇的一侧还设有尾翼4。

作为优选，为了增加摩擦系数，从而更好的是低速转轴3驱动滚轮15旋转，所述滚轮15的外表面为磨砂面。

在需要检测时，PLC通过电磁阀控制气缸11推动检测组件与低速转轴3抵靠，低速转轴3驱动转轴旋转，编码器14把转轴的转数发生给PLC,PLC再控制驱动单元18驱动丝杆21旋转，因走位块23上的内螺纹与丝杆21上的外螺纹匹配，是走位块23通过第二弹簧24挤压阻尼块25，使阻尼块25与低速转轴3抵靠，对低速转轴3进行阻尼作用，因低速转轴3与壳体2之间本身存在一定的摩擦阻力，当低速转轴3与壳体2之间的摩擦阻力很小时，阻尼作用于低速转轴3的转数之间是相对线性的，此时表示低速转轴3的转动时非常健康的，当低速转轴3与壳体2之间的摩擦阻力很大时，阻尼作用与低速转轴3的转数是非线性的，再与初始化时的数据进行比对，从而检测出低速转轴3与壳体2之间的摩擦阻力过大，再通过无线通讯模块发送到工作人员的手机进行报警。

本发明的有益效果是，该具有阻力检测功能的风力发电机结构设计巧妙，可以进行定期检测，通过阻尼组件对低速转轴3进行阻尼作用，在通过检测机构中的编码器14检测低速转轴3的作用，再把信号发送给PLC进行比对，当检测的数据为非线性的，且差距加大时，PLC通过无线通讯模块发送给工作人员，通知工作人员维修，从而保障了该具有阻力检测功能的风力发电机正常运行。

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)

1.一种具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，包括塔体(8)、壳体(2)、扇叶机构、齿轮箱(7)、发电机构(5)、PLC和阻力检测机构(10)；

所述扇叶机构包括叶片(1)和低速转轴(3)，所述低速转轴(3)的一端伸入齿轮箱(7)，所述低速转轴(3)伸入齿轮箱(7)的一端设有斜齿轮，所述低速转轴(3)通过斜齿轮与齿轮箱(7)传动连接，所述高速转轴(6)位于齿轮箱(7)的另一端，所述齿轮箱(7)通过高速转轴(6)与发电机构(5)传动连接，所述低速转轴(3)伸入齿轮箱(7)的一端上设有驱动槽，所述驱动槽为环形，所述驱动槽的圆心在低速转轴(3)的轴线上；

所述阻力检测机构(10)包括连接块(20)、气缸(11)、检测组件和阻尼组件，所述阻力检测机构(10)位于低速转轴的上方，所述气缸(11)固定设置在壳体(2)上，所述气缸(11)位于低速转轴(3)的正上方，所述检测组件位于连接块(20)的下方，所述检测组件包括第一弹簧(12)、连接架(13)、轴承(17)、检测转轴(16)、滚轮(15)和编码器(14)，所述编码器(14)和滚轮(15)与检测转轴(16)同轴固定，所述滚轮(15)的直径大于编码器(14)的直径，所述检测转轴(16)水平设置，所述检测转轴(16)与低速转轴(3)平行，所述检测转轴(16)通过轴承(17)设置在连接架(13)上，所述连接架(13)通过第一弹簧(12)连接在连接块(20)的下方；

所述阻尼组件包括驱动单元(18)、丝杆(21)、走位块(23)、第二弹簧(24)和阻尼块(25)，所述阻尼组件位于连接块(20)的下方，所述阻尼组件位于检测组件的一侧，所述驱动单元(18)固定设在连接块(20)上，所述驱动单元(18)驱动丝杆(21)旋转，所述走位块(23)内设有走位孔，所述走位孔上设有内螺纹，所述走位孔上的内螺纹与丝杆(21)上的外螺纹匹配，所述丝杆(21)的一端穿入走位块(23)中，所述阻尼块(25)通过第二弹簧(24)与走位块(23)连接，所述走位块(23)位于连接块(20)的下方，所述阻尼块(25)位于低速转轴(3)的正上方；

所述驱动单元(18)、气缸(11)和编码器(14)均与PLC电连接。

2.如权利要求1所述的具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，所述壳体(2)上还设有风速测试仪，所述风速测速仪与PLC电连接。

3.如权利要求1所述的具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，所述连接块(20)的两侧还设有滑块(19)，所述滑块(19)的一侧设有燕尾榫(26)，所述壳体(2)的内壁上设有燕尾槽，所述燕尾榫(26)与燕尾槽匹配，所述滑块(19)的滑动方向与低速转轴(3)垂直。

4.如权利要求1所述的具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，所述阻尼块(25)靠近低速转轴(3)的一侧为弧形。

5.如权利要求1所述的具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，所述连接块(20)上还设有限位杆(22)，所述限位杆(22)的一端与驱动单元(18)连接，所述限位杆(22)的另一端穿入走位块(23)。

6.如权利要求1所述的具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，所述驱动单元(18)为伺服电机。

7.如权利要求1所述的具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，所述壳体(2)内还设有无线通讯模块，所述无线通讯模块与PLC电连接。

8.如权利要求1所述的具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，所述塔体(8)上还设有攀爬梯(9)。

9.如权利要求1所述的具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，所述壳体(2)远离风扇的一侧还设有尾翼(4)。

10.如权利要求1所述的具有阻力检测功能的风力发电机，其特征在于，所述滚轮(15)的外表面为磨砂面。