CN111441909A - 一种能够避免强风破坏的风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种能够避免强风破坏的风力发电装置，包括底座，底座上通过螺栓固定安装有控制器和蓄电池组，且底座上通过螺栓固定安装有至少两对支撑架，支撑架的上端通过螺栓固定安装有配合座，且配合座内滑动安装有升降杆。有益效果为：该风力发电装置能够根据传感器组所检测到的外部风向和风速来自动优化自身的运行动作，当风力强度过大时能够通过调整推杆调整叶轮的倾角，减少叶轮与风的有效接触面积，避免叶轮受到风力的严重冲击，同时还能够通过升降机将叶轮向下收回至防护围墙内进行避险，从而有效的降低了强风对该装置的破坏程度，避免出现严重的经济损失。

Description

一种能够避免强风破坏的风力发电装置
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种能够避免强风破坏的风力发电装置。
背景技术
风力发电是指将风能转化为电能，由于风能是一种清洁无公害的可再生能源，风力发电已经成为我国重要的电能供应来源。风力发电装置一般安装在多风的区域，但是部分地区不同季节的风力强度不同，例如夏季容易出现台风的地区，而过于猛烈的强风容易严重的损伤风力发电装置，从而造成严重的财产损失。目前市场上缺乏能够根据外部风力强度来自动进行避险的风力发电装置，这严重限制了风力发电技术的进一步发展。
如果发明一种能够自动评估根部风力强度然后进行自动避险的新型风力发电装置就能够有效的解决此类问题，为此我们提供了一种能够避免强风破坏的风力发电装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够避免强风破坏的风力发电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种能够避免强风破坏的风力发电装置，包括底座，所述底座上通过螺栓固定安装有控制器和蓄电池组，且底座上通过螺栓固定安装有至少两对支撑架，所述支撑架的上端通过螺栓固定安装有配合座，且配合座内滑动安装有升降杆；
所述配合座上通过螺栓固定安装有升降机，且升降机的输出端驱动有主动轮，所述升降杆上一体成型有主齿条，且主齿条和主动轮之间啮合连接，所述升降杆的顶端通过螺栓固定安装有调向装置，且调向装置内设置有与控制器通过电缆电性连接的调向电机，所述调向电机的输出端通过螺栓固定安装有发电装置，且发电装置的前端设置有机头座；
所述机头座上通过轴承安装有至少三个叶轮，且叶轮上一体成型有配合轮，所述机头座上通过螺栓固定安装有固定架，且固定架在对应每个叶轮处均通过螺栓固定安装有一个调整推杆，所述调整推杆的输出端驱动有与配合轮啮合安装的配合齿条；
所述机头座的后端通过螺栓固定安装有连接座，且连接座上一体成型有轴承座，所述轴承座通过轴承与发电装置的前端安装，且轴承座上一体成型有转轴，所述转轴的末端一体成型有驱动轮，且转轴上卡紧固定安装有导电圈，
所述导电圈与调整推杆通过电缆电性连接，且发电装置上设置有与导电圈贴合且与控制器电性连接的电刷，所述发电装置内设置有与蓄电池组通过电缆电性连接的发电机，且发电机的动力输入端与驱动轮啮合安装，所述发电装置上通过螺栓固定安装有传感器组，且控制器通过电缆分别电性连接升降机、传感器组和蓄电池组。
优选的，所述升降杆上由上至下呈线性阵列开设有至少五个限位孔，且配合座上通过螺栓固定安装有限位推杆，所述限位推杆的输出端与限位孔配合卡紧，且限位推杆为与控制器通过电缆电性连接的单杆双作用液压杆。
优选的，所述底座的底部通过螺栓固定安装在承压座上，且承压座的上方通过水泥浇注设置有用于防风的防护围墙，所述防护围墙的底部一体成型有埋入地下的辅助座。
优选的，所述底座的四角处均通过螺栓固定安装有插入地下的固定桩，且底座的底部通过螺栓固定安装有与升降杆的底部套接的配合套管。
优选的，所述控制器为S7-200型PLC装置，且调整推杆为滚珠丝杆式电动推杆，所述升降机为蜗轮蜗杆升降机，且传感器组内至少设置有风向传感器和风速传感器。
优选的，所述升降杆的左右两侧均开设有限位滑槽，且配合座上一体成型有与限位滑槽匹配的限位滑块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该风力发电装置能够根据传感器组所检测到的外部风向和风速来自动优化自身的运行动作，当风力强度适合发电时，通过调整推杆和调向装置对叶轮的方向和倾角进行调整，从而能够更好的使叶轮接收到更多的风能，而当风力强度过大时则能够通过调整推杆调整叶轮的倾角，减少叶轮与风的有效接触面积，避免叶轮受到风力的严重冲击，同时还能够通过升降机将叶轮向下收回至防护围墙内进行避险，从而有效的降低了强风对该装置的破坏程度，避免出现严重的经济损失，具有很高的实用价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明底座和发电装置的装配示意图；
图3为本发明配合座和升降杆的配合示意图；
图4为本发明连接座和导电圈的装配示意图；
图5为本发明叶轮和配合齿条的装配示意图；
图6为本发明固定架和调整推杆的装配示意图。
图中：1、底座；2、控制器；3、支撑架；4、升降机；5、叶轮；6、机头座；7、发电装置；8、传感器组；9、调向装置；10、升降杆；11、配合座；12、限位推杆；13、蓄电池组；14、配合套管；15、辅助座；16、承压座；17、防护围墙；18、固定桩；19、连接座；20、轴承座；21、转轴；22、驱动轮；23、导电圈；24、调整推杆；25、固定架；26、配合齿条；27、配合轮；28、主动轮；29、限位滑块；30、限位滑槽；31、主齿条；32、限位孔。
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。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种能够避免强风破坏的风力发电装置，包括底座1，底座1上通过螺栓固定安装有控制器2和蓄电池组13，底座1上通过螺栓固定安装有至少两对支撑架3，支撑架3的上端通过螺栓固定安装有配合座11，配合座11内滑动安装有升降杆10；
配合座11上通过螺栓固定安装有升降机4，升降机4的输出端驱动有主动轮28，升降杆10上一体成型有主齿条31，主齿条31和主动轮28之间啮合连接，升降杆10的顶端通过螺栓固定安装有调向装置9，调向装置9内设置有与控制器2通过电缆电性连接的调向电机，调向电机的输出端通过螺栓固定安装有发电装置7，发电装置7的前端设置有机头座6；
机头座6上通过轴承安装有至少三个叶轮5，叶轮5上一体成型有配合轮27，机头座6上通过螺栓固定安装有固定架25，固定架25在对应每个叶轮5处均通过螺栓固定安装有一个调整推杆24，调整推杆24的输出端驱动有与配合轮27啮合安装的配合齿条26；
机头座6的后端通过螺栓固定安装有连接座19，连接座19上一体成型有轴承座20，轴承座20通过轴承与发电装置7的前端安装，轴承座20上一体成型有转轴21，转轴21的末端一体成型有驱动轮22，转轴21上卡紧固定安装有导电圈23，
导电圈23与调整推杆24通过电缆电性连接，发电装置7上设置有与导电圈23贴合与控制器2电性连接的电刷，发电装置7内设置有与蓄电池组13通过电缆电性连接的发电机，发电机的动力输入端与驱动轮22啮合安装，发电装置7上通过螺栓固定安装有传感器组8，控制器2通过电缆分别电性连接升降机4、传感器组8和蓄电池组13；
升降杆10上由上至下呈线性阵列开设有至少五个限位孔32，配合座11上通过螺栓固定安装有限位推杆12，限位推杆12的输出端与限位孔32配合卡紧，限位推杆12为与控制器2通过电缆电性连接的单杆双作用液压杆，底座1的底部通过螺栓固定安装在承压座16上，承压座16的上方通过水泥浇注设置有用于防风的防护围墙17，防护围墙17的底部一体成型有埋入地下的辅助座15；
底座1的四角处均通过螺栓固定安装有插入地下的固定桩18，底座1的底部通过螺栓固定安装有与升降杆10的底部套接的配合套管14，控制器2为S7-200型PLC装置，调整推杆24为滚珠丝杆式电动推杆，升降机4为蜗轮蜗杆升降机，传感器组8内至少设置有风向传感器和风速传感器，升降杆10的左右两侧均开设有限位滑槽30，配合座11上一体成型有与限位滑槽30匹配的限位滑块29。
工作原理：该装置在正常使用时，叶轮5会在风力的作用下带动转轴21旋转，从而将机械力传导至发电装置7内部的发电机上，通过发电机发电后送入蓄电池组13内进行储存，并且在发电的过程中还可以通过传感器组8内的风向检测传感器来检测风向，然后在控制器2的控制下通过位于调向装置9内的调向电机对叶轮5的朝向进行调整，同时叶轮5的叶片倾斜角度也可以通过调整推杆24来进行调整，调整推杆24可以通过驱动并改变配合齿条26的长短来实现驱动配合轮27旋转，从而改变叶轮5的角度，从而能够更好的利用不同风向的风力来进行发电。当传感器组8内的风速传感器检测到外部出现强风时，该装置将进入回避状态，首先调整推杆24驱动叶轮5转动至受风面积最小的角度处，同时升降机4开始将升降杆10向下推动，从而使叶轮5能够运动至防护围墙17内进行避风，从而有效的避免强风破坏该风力发电机。该装置内控制器2对调整推杆24的控制信号传输和供电电路连通均是通过电刷和导电圈23的配合来实现的，每个电刷对应一个独立的导电圈23从而构成一个独立的信号线或者供电线。为了进一步的保障升降杆10在静置是的稳定性，等升降杆10运动至指定的位置并停止后，限位推杆12的末端相应的限位孔32进行配合，从而实现对升降杆10的卡紧固定，当升降杆10需要运动至，控制器2再向限位推杆12下达命令使其脱离与升降杆10的卡紧状态。当该装置不安装防护围墙17时，当发电装置7被下降到底部时也能够有效的降低发电装置7在强风中受到的扭矩，从而能够有效的提高装置的整体抗风能力，因此装置也可以根据实际的使用需要来决定是否设立防护围墙，从而更好的降低该装置对空间的占用，由于该装置能够自动的实现对风险的评估和避免，从而能够有效的降低强风对风力发电装置的破坏，提高了风力发电装置的使用寿命，并降低了维护成本，具有很高的实用价值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种能够避免强风破坏的风力发电装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)上通过螺栓固定安装有控制器(2)和蓄电池组(13)，且底座(1)上通过螺栓固定安装有至少两对支撑架(3)，所述支撑架(3)的上端通过螺栓固定安装有配合座(11)，且配合座(11)内滑动安装有升降杆(10)；
所述配合座(11)上通过螺栓固定安装有升降机(4)，且升降机(4)的输出端驱动有主动轮(28)，所述升降杆(10)上一体成型有主齿条(31)，且主齿条(31)和主动轮(28)之间啮合连接，所述升降杆(10)的顶端通过螺栓固定安装有调向装置(9)，且调向装置(9)内设置有与控制器(2)通过电缆电性连接的调向电机，所述调向电机的输出端通过螺栓固定安装有发电装置(7)，且发电装置(7)的前端设置有机头座(6)；
所述机头座(6)上通过轴承安装有至少三个叶轮(5)，且叶轮(5)上一体成型有配合轮(27)，所述机头座(6)上通过螺栓固定安装有固定架(25)，且固定架(25)在对应每个叶轮(5)处均通过螺栓固定安装有一个调整推杆(24)，所述调整推杆(24)的输出端驱动有与配合轮(27)啮合安装的配合齿条(26)；
所述机头座(6)的后端通过螺栓固定安装有连接座(19)，且连接座(19)上一体成型有轴承座(20)，所述轴承座(20)通过轴承与发电装置(7)的前端安装，且轴承座(20)上一体成型有转轴(21)，所述转轴(21)的末端一体成型有驱动轮(22)，且转轴(21)上卡紧固定安装有导电圈(23)，
所述导电圈(23)与调整推杆(24)通过电缆电性连接，且发电装置(7)上设置有与导电圈(23)贴合且与控制器(2)电性连接的电刷，所述发电装置(7)内设置有与蓄电池组(13)通过电缆电性连接的发电机，且发电机的动力输入端与驱动轮(22)啮合安装，所述发电装置(7)上通过螺栓固定安装有传感器组(8)，且控制器(2)通过电缆分别电性连接升降机(4)、传感器组(8)和蓄电池组(13)。
2.根据权利要求1所述的一种能够避免强风破坏的风力发电装置，其特征在于：所述升降杆(10)上由上至下呈线性阵列开设有至少五个限位孔(32)，且配合座(11)上通过螺栓固定安装有限位推杆(12)，所述限位推杆(12)的输出端与限位孔(32)配合卡紧，且限位推杆(12)为与控制器(2)通过电缆电性连接的单杆双作用液压杆。
3.根据权利要求1所述的一种能够避免强风破坏的风力发电装置，其特征在于：所述底座(1)的底部通过螺栓固定安装在承压座(16)上，且承压座(16)的上方通过水泥浇注设置有用于防风的防护围墙(17)，所述防护围墙(17)的底部一体成型有埋入地下的辅助座(15)。
4.根据权利要求1所述的一种能够避免强风破坏的风力发电装置，其特征在于：所述底座(1)的四角处均通过螺栓固定安装有插入地下的固定桩(18)，且底座(1)的底部通过螺栓固定安装有与升降杆(10)的底部套接的配合套管(14)。
5.根据权利要求1所述的一种能够避免强风破坏的风力发电装置，其特征在于：所述控制器(2)为S7-200型PLC装置，且调整推杆(24)为滚珠丝杆式电动推杆，所述升降机(4)为蜗轮蜗杆升降机，且传感器组(8)内至少设置有风向传感器和风速传感器。
6.根据权利要求1所述的一种能够避免强风破坏的风力发电装置，其特征在于：所述升降杆(10)的左右两侧均开设有限位滑槽(30)，且配合座(11)上一体成型有与限位滑槽(30)匹配的限位滑块(29)。
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