CN108547733B - 一种自调节式垂直轴风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自调节式垂直轴风力发电机，包括电机，电机上连接有主轴，主轴连接有风电叶片，所述风电叶片通过固定杆连接有第一摩擦环；所述主轴通过连接环连接支撑件的一端，连接环通过弹性件与滑块的一端连接，滑块的另一端与传力杆的一端铰接在一起，传力杆的另一端铰接有支撑块，支撑块与竖轴滑动连接；所述主轴上套接有套轴，套轴与主轴转动连接，套轴外同轴套设有限位圆筒，限位圆筒与套轴固定在一起，套轴的外壁上连接有提升件。本发明在工作时可以充分利用风电机在工作时的转动所产生的离心力来对主轴的转速进行控制，整个控制过程为自主调节，无需添加额外的控制机构，使发电机转轴始终保持在一个安全的转速范围内进行发电工作。

Description

一种自调节式垂直轴风力发电机
技术领域
本发明属于风力发电机技术领域，具体的，涉及一种自调节式垂直轴风力发电机。
背景技术
风能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，其发电过程不会对环境造成污染与破坏，利用风力发电也是目前的集中主要的清洁能源之一，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置，风力发电机主要分为水平轴与竖直轴两种，其中大型风力发电设备主要是采用水平轴，但是由于水平轴风力发电设备需要额外安装对风装置，因此对于中小型风力发电装置来说，这样会极大的提高发电机的生产成本，而垂直轴风力发电机在工作时没有风向性，因此很多小型风电机为垂直轴类。
垂直轴风力发电机在工作时对风力资源的利用率较低，其转速会直接受到风速较大的影响，而且由于垂直轴风机的叶片为固定结构，因此在风速较大时，电机的转速过快导致电机结构容易发生损坏，在风速较低时，转速无法得到保证，为了解决这一问题，提供一种自调节式垂直轴风力发电机，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自调节式垂直轴风力发电机。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种自调节式垂直轴风力发电机，包括电机，电机上连接有主轴，主轴连接有风电叶片，所述风电叶片通过固定杆连接有第一摩擦环；
所述主轴上套接有连接环，连接环的外壁上连接支撑件的一端，横轴上滑动设置有滑块；
所述滑块的一端通过弹性件与连接环连接，滑块的另一端与传力杆的一端铰接在一起，传力杆的另一端铰接有支撑块，支撑块与竖轴滑动连接；
所述主轴上套接有套轴，套轴与主轴转动连接，套轴外同轴套设有限位圆筒，限位圆筒与套轴固定在一起，套轴的外壁上连接有提升件；
所述提升件包括第二摩擦环、连接杆与固定杆，第二摩擦环通过连接杆与固定杆连接，第二摩擦环架设在支撑块上，提升件在提升件与套轴的连接处铰接有摩擦棒，摩擦棒的另一端穿过限位圆筒上所开的限位孔。
作为本发明的进一步方案，所述第一摩擦环的内环固定有一层橡胶层。
作为本发明的进一步方案，所述支撑件包括横轴与竖轴，横轴与竖轴垂直设置，横轴上设置有第一滑槽，竖轴上设置有第二滑槽，横轴与竖轴的连接处设置有凸起座。
作为本发明的进一步方案，所述第一滑槽与第二滑槽均采用燕尾槽。
作为本发明的进一步方案，所述滑块的底面上喷涂有金属纳米涂层或纳米陶瓷涂层。
作为本发明的进一步方案，所述限位圆筒的筒壁上沿限位圆筒的轴向开有条形口。
作为本发明的进一步方案，所述支撑块在支撑块与第二摩擦环的接触面上喷涂有金属纳米涂层或纳米陶瓷涂层。
作为本发明的进一步方案，所述第二摩擦环在支撑块与第二摩擦环的接触面上喷涂有金属纳米涂层或纳米陶瓷涂层。
本发明的有益效果：本发明在工作时可以充分利用风电机在工作时的转动所产生的离心力来对主轴的转速进行控制，整个控制过程为自主调节，无需添加额外的控制机构，使发电机转轴始终保持在一个安全的转速范围内进行发电工作。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是支撑件的结构示意图；
图3是提升件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种自调节式垂直轴风力发电机，如图1所示，包括电机1，电机1上连接有主轴2，主轴2通过上连接杆31与下连接杆32连接有风电叶片3，若干个风电叶片3围绕主轴2均匀分布，所述风电叶片3通过固定杆33连接有第一摩擦环34，第一摩擦环34的内环固定有一层橡胶层，一方面提高摩擦力，能够达到迅速减速的目的，另一方面可以减小减速时的噪音，风电叶片3通过在风力作用下，风电叶片3驱动主轴2转动并带动电机1发电。
所述主轴2上套接有连接环7，连接环7与主轴2同步转动，连接环7的外壁上连接支撑件5的一端，如图2所示，所述支撑件5包括横轴51与竖轴52，横轴51与竖轴52垂直设置，横轴51上设置有第一滑槽54，竖轴52上设置有第二滑槽55，第一滑槽54与第二滑槽55均采用燕尾槽，横轴51与竖轴52的连接处设置有凸起座53；横轴51上通过第一滑槽54滑动设置有滑块6，滑块6的底面(即滑块6与横轴51箱接触的一面)上喷涂有金属纳米涂层或纳米陶瓷涂层，降低滑块6与横轴51之间的滑动摩擦力；
所述滑块6的一端通过弹性件62与连接环7的外壁连接，弹性件62采用弹簧、橡胶绳等可伸缩元件，滑块6的另一端与传力杆61的一端铰接在一起，传力杆61的另一端铰接有支撑块63，支撑块63通过竖轴52上的第二滑槽55与竖轴52滑动连接，由于横轴51与竖轴52的连接处设置有凸起座53，因此传力杆61会始终与横轴51保持一定角度，在滑块6较小的推动力下传力杆61能够快速做出反应。
所述主轴2上套接有套轴43，套轴43与主轴2转动连接，套轴43外同轴套设有限位圆筒4，限位圆筒4与套轴43固定在一起，限位圆筒4的筒壁上沿限位圆筒4的轴向开有条形口，套轴43的外壁上连接有提升件44，如图3所示，所述提升件44包括第二摩擦环441、连接杆442与固定杆443，第二摩擦环441通过连接杆442与固定杆443连接，固定杆443通过条形口穿过限位圆筒4，第二摩擦环441架设在支撑块63上，支撑块63与第二摩擦环441在支撑块63与第二摩擦环441的接触面上喷涂有金属纳米涂层或纳米陶瓷涂层，条形口的设置可以限制提升件44的位移，防止提升件44由于支撑块63与第二摩擦环441之间的摩擦力而发生转动。
所述提升件44上在提升件44与套轴43的连接处铰接有摩擦棒41，摩擦棒41的另一端穿过限位圆筒4上所开的限位孔42，此处需要注意的是，当提升件44下降到最低位置时，摩擦棒41的一端仍然穿过限位孔42。
本发明的工作方法：
风电叶片3在风力作用下驱动主轴2转动，主轴2再通过连接环7驱动支撑件5转动，这时滑块6会受到一个离心力向远离连接环7的一端移动，随着主轴2转速的提升，滑块6所受离心力逐渐增大，移动距离增大，滑块6在移动过程中会通过传力杆61推动提升件44向上移动，当转速达到一定值时，提升件44会上移到一定高度，使摩擦棒41的一端与第一摩擦环34的内环接触发生摩擦，在摩擦力的作用下，风电叶片3会降低转速，当转速未达到一定值时，整个减速机构不会对风力电机的正常工作造成影响，整个工作过程如此反复，使主轴2的转速始终保持在安全值以下。
本发明在工作时可以充分利用风电机在工作时的转动所产生的离心力来对主轴的转速进行控制，整个控制过程为自主调节，无需添加额外的控制机构，使发电机转轴始终保持在一个安全的转速范围内进行发电工作。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种自调节式垂直轴风力发电机，其特征在于，包括电机(1)，电机(1)上连接有主轴(2)，主轴(2)连接有风电叶片(3)，所述风电叶片(3)通过固定杆(33)连接有第一摩擦环(34)；
所述主轴(2)上套接有连接环(7)，连接环(7)的外壁上连接支撑件(5)的一端，支撑件(5)包括横轴(51)与竖轴(52)，横轴(51)与竖轴(52)垂直设置，横轴(51)上设置有第一滑槽(54)，竖轴(52)上设置有第二滑槽(55)，横轴(51)与竖轴(52)的连接处设置有凸起座(53),横轴(51)上通过第一滑槽(54)滑动设置有滑块(6)；
所述滑块(6)的一端通过弹性件(62)与连接环(7)连接，滑块(6)的另一端与传力杆(61)的一端铰接在一起，传力杆(61)的另一端铰接有支撑块(63)，支撑块(63)与竖轴(52)滑动连接；
所述主轴(2)上套接有套轴(43)，套轴(43)与主轴(2)转动连接，套轴(43)外同轴套设有限位圆筒(4)，限位圆筒(4)与套轴(43)固定在一起，套轴(43)的外壁上连接有提升件(44)；
所述提升件(44)包括第二摩擦环(441)、连接杆(442)与固定杆(443)，第二摩擦环(441)通过连接杆(442)与固定杆(443)连接，第二摩擦环(441)架设在支撑块(63)上，提升件(44)在提升件(44)与套轴(43)的连接处铰接有摩擦棒(41)，摩擦棒(41)的另一端穿过限位圆筒(4)上所开的限位孔(42)。
2.根据权利要求1所述的一种自调节式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述第一摩擦环(34)的内环固定有一层橡胶层。
3.根据权利要求1所述的一种自调节式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述第一滑槽(54)与第二滑槽(55)均采用燕尾槽。
4.根据权利要求1所述的一种自调节式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述滑块(6)的底面上喷涂有金属纳米涂层或纳米陶瓷涂层。
5.根据权利要求1所述的一种自调节式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述限位圆筒(4)的筒壁上沿限位圆筒(4)的轴向开有条形口。
6.根据权利要求1所述的一种自调节式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述支撑块(63)在支撑块(63)与第二摩擦环(441)的接触面上喷涂有金属纳米涂层或纳米陶瓷涂层。
7.根据权利要求1所述的一种自调节式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述第二摩擦环(441)在支撑块(63)与第二摩擦环(441)的接触面上喷涂有金属纳米涂层或纳米陶瓷涂层。
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