CN111550509B

CN111550509B - 一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构

Info

Publication number: CN111550509B
Application number: CN202010423570.7A
Authority: CN
Inventors: 赵群燕
Original assignee: Hunan Chixing Engineering Construction Co ltd
Current assignee: Hunan chixing Engineering Construction Co.,Ltd.
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2040-05-19
Also published as: CN111550509A

Abstract

一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，涉及新能源技术领域，包括安装座，所述安装座的内部开设有活动腔，所述活动腔的内部设置有自锁机构，所述活动腔的内部活动连接有铰柱，所述铰柱的外侧活动连接有自锁块。该新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，可在发电机组的转速超出额定转速时，自动锁定，使其停止转动，有效的防止因机组功率过载造成的设备损毁问题，同时，杜绝了因功率过载导致的机组内部温度过大，甚至造成发电机组的燃烧问题，极大的保护了风力发电设备的安全性，保障了设备的正常运转。同时，消除了因发电机组功率过载可能导致的各种安全隐患，更符合国家对于新能源技术的要求和使用规范。

Description

一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体为一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构。

背景技术

随着当今环境污染和能源消耗的加快，传统的化石能源所带来的一系列问题开始逐渐的被人们重视起来。由于传统的化石燃料在燃烧或使用时会产生大量的污染物，且化石能源具备不可再生的劣势，因此，各种清洁的新能源设施开始占据能源市场，其中，以太阳能和风能的利用最为广泛。

风力发电作为新能源的一种，建设成本较低，且具备较高的发电效率，因此，除了大型的风力发电场之外，各种家用的风力发电设备也在逐渐的得到推广。风力发电的主要原理是利用风能带动扇叶旋转，扇叶带动与其连接的传动轴转动，最终传动轴带动发电机组转动并实现电能转换。由于发电机组的装机功率有限，因此对传动轴及扇叶的转动速度有一定的限制，当扇叶和传动轴转动速度过快时，会造成发电机组的功率过载，不仅会造成能源浪费，还会直接导致发电机组的损毁，带来一定的财产损失。同时，发电机组过载往往会导致内部温度过大，甚至会造成发电机组的燃烧，对整个风力发点设备造成不可逆的伤害，导致设备的彻底损毁，严重影响设备的安全运转。另外，发电机组的燃烧，有可能引燃其他物体，由于对家用发电设备来说，存在极大的安全隐患。

为解决上述问题，发明者提出了一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，具备失速自锁的优点，有效的避免了发电机组因超速造成的问题。并且在发电机组的转速正常时，不影响设备的正常运转，相比现有技术，更符合实际使用的要求。

发明内容

为实现上述失速自锁的目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，包括安装座、活动腔、自锁机构、铰柱、自锁块、导线、主轮盘、线圈、轮轴、导体、自锁盘、封装壳体、活动柱、复位弹簧、导电柱、电流变体。

上述结构的位置及连接关系如下：

所述安装座的内部开设有活动腔，所述活动腔的内部设置有自锁机构，所述活动腔的内部活动连接有铰柱，所述铰柱的外侧活动连接有自锁块，所述安装座的内部设置有导线，所述安装座的正面活动连接有主轮盘，所述主轮盘的正面固定连接有线圈，所述线圈的外侧设置有轮轴，所述轮轴的内部设置有导体，所述轮轴的外侧固定连接有自锁盘；

所述自锁机构包括封装壳体，所述封装壳体的内部活动连接有活动柱，所述活动柱的外侧固定连接有复位弹簧，所述封装壳体的内部固定连接有导电柱，所述封装壳体的内部设置有电流变体。

作为优选，五个所述自锁块在初始状态的位置及角度完全相同，并且五个自锁块与活动柱的铰接点分别相同。

作为优选，所述主轮盘与自锁盘和轮轴活动连接，并且所述轮轴与风力发电机组的传动轴固定连接。

作为优选，所述导体设置有不少于六个，且在轮轴内部呈均匀分布，可保证在切割线圈的磁感线时产生的感应电流稳定。

作为优选，所述活动腔设置有五个且分别与五个自锁机构和五个自锁块对应，所述活动腔的内部形状及尺寸与自锁块的形状和最大运动行程适配。

有益效果

与现有技术及产品相比，本发明的有益效果是：

1、该新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，通过失速自锁的优点，有效的防止风力发电机组的转速过快，并避免了因此引发的功率过载问题，不仅在一定程度上避免了能源的浪费，而且保证了发电机组在使用时的设备安全性。

2、该新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，可在发电机组的转速超出额定转速时，自动锁定，使其停止转动，有效的防止因机组功率过载造成的设备损毁问题，同时，杜绝了因功率过载导致的机组内部温度过大，甚至造成发电机组的燃烧问题，极大的保护了风力发电设备的安全性，保障了设备的正常运转。同时，消除了因发电机组功率过载可能导致的各种安全隐患，更符合国家对于新能源技术的要求和使用规范。

附图说明

图1为本发明连接结构剖视俯视图；

图2为本发明图1中各结构运动轨迹示意图；

图3为本发明图1中A处结构放大图暨自锁机构连接结构示意图；

图4为本发明图2中B处结构放大图；

图5为本发明安装座、活动腔、主轮盘和线圈连接结构示意图；

图6为本发明轮轴、导体和自锁盘连接结构示意图。

图中：1、安装座；2、活动腔；3、自锁机构；4、铰柱；5、自锁块；6、导线；7、主轮盘；8、线圈；9、轮轴；10、导体；11、自锁盘；31、封装壳体；32、活动柱；33、复位弹簧；34、导电柱；35、电流变体；

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1-6：

该新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，包括安装座1、活动腔2、自锁机构3、铰柱4、自锁块5、导线6、主轮盘7、线圈8、轮轴9、导体10、自锁盘11、封装壳体31、活动柱32、复位弹簧33、导电柱34、电流变体35。

上述各结构的初始位置及连接关系如下：

安装座1的内部开设有活动腔2，活动腔2的内部设置有自锁机构3，活动腔2的内部活动连接有铰柱4，铰柱4的外侧活动连接有自锁块5，安装座1的内部设置有导线6，安装座1的正面活动连接有主轮盘7，主轮盘7的正面固定连接有线圈8，线圈8的外侧设置有轮轴9，轮轴9的内部设置有导体10，轮轴9的外侧固定连接有自锁盘11；

自锁机构3包括封装壳体31，封装壳体31的内部活动连接有活动柱32，活动柱32的外侧固定连接有复位弹簧33，封装壳体31的内部固定连接有导电柱34，封装壳体31的内部设置有电流变体35。

其中：

a、安装座1、主轮盘7、线圈8和轮轴9的形状均为圆形且圆心在同一直线上。五个自锁块5在初始状态的位置及角度完全相同，并且五个自锁块5与活动柱32的铰接点分别相同。

b、导电柱34为导电材料组成，导线6位于安装座1的内部且与导电柱34电连接，并且相邻的两个导电柱34之间通过导线6串联。主轮盘7与自锁盘11和轮轴9活动连接，并且轮轴9与风力发电机组的传动轴固定连接。

c、自锁机构3、铰柱4和自锁块5分别设置有五个、均匀分布且分别对应，五个铰柱4距主轮盘7圆心的距离相同，五个自锁块5分别与五个铰柱4活动铰接；五个自锁机构3的规格相同，活动柱32的底部位于封装壳体31的内部，顶部贯穿并延伸至封装壳体31的外侧且与自锁块5活动连接。

其中：

d、电流变体35的主要材料为石膏、石灰、碳粉和橄榄油，电流变体35在通电状态下呈固态，非通电状态下呈液态。线圈8的形状为圆形，其内部主要由漆包线构成，漆包线的截面尺寸相同且型号相同，并且线圈8插接在轮轴9的内部，与轮轴9的圆心为同一点且圆心距轮轴9内壁的距离始终相同。活动腔2设置有五个且分别与五个自锁机构3和五个自锁块5对应，活动腔2的内部形状及尺寸与自锁块5的形状和最大运动行程适配。

e、自锁块5的形状为曲面状，其外侧设置有内凹槽；自锁盘11的圆心与主轮盘7的圆心为同一点，自锁盘11的外侧设置有均匀分布的曲面状凸起结构，该曲面状凸起结构与自锁块5的内凹槽适配。

f、线圈8内部有电流通过并存在磁感线，导体10与线圈8的磁感线呈垂直状态。线圈8和导体10分别与导线6电连接。导体10设置有不少于六个，且在轮轴9内部呈均匀分布，可保证在切割线圈8的磁感线时产生的感应电流稳定。

在使用时，风力发电机组的传动轴被扇叶带动作顺时针转动，进而带动与其连接的轮轴9和自锁盘11同步同向转动，此时轮轴9会带动其内部的导体10同步转动，此时转动速度正常，导体10切割线圈8的磁感线产生的感应电流不足以使电流变体35发生形态改变，即此时电流变体35呈液态，不对活动柱32的运动形成限制。

此时自锁盘11转动时，可利用自身形状压迫自锁块5向靠近自锁机构3的方向运动，即此时自锁块5不限制自锁盘11的位置，轮轴9及与其连接的风力发电组传动轴可正常转动。

当风力增大时，扇叶带动传动轴的转动速度增加，同理此时轮轴9的转动速度增加，带动导体10切割线圈8磁感线的速度和频率加快，相应的产生的感应电流量增加，当感应电流的强度达到电流变体35的形态改变强度时，由于线圈8和导体10分别与导线6电连接，并且导线6位于安装座1的内部且与导电柱34电连接，并且相邻的两个导电柱34之间通过导线6串联，所以此时电流变体35由液态变为固态，进而限制活动柱32的位置使其无法运动，同理与活动柱32连接的自锁块5无法转动，开始对自锁盘11形成限位，即此时自锁盘11停止转动，与之连接的轮轴9及内部结构同样停止运动，实现该装置的失速自锁功能。

上述结构及过程请参阅图1-6。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，包括安装座（1），其特征在于：所述安装座（1）的内部开设有活动腔（2），所述活动腔（2）的内部设置有自锁机构（3），所述活动腔（2）的内部活动连接有铰柱（4），所述铰柱（4）的外侧活动连接有自锁块（5），所述安装座（1）的内部设置有导线（6），所述安装座（1）的正面活动连接有主轮盘（7），所述主轮盘（7）的正面固定连接有线圈（8），所述线圈（8）的外侧设置有轮轴（9），所述轮轴（9）的内部设置有导体（10），所述轮轴（9）的外侧固定连接有自锁盘（11）；

所述自锁机构（3）包括封装壳体（31），所述封装壳体（31）的内部活动连接有活动柱（32），所述活动柱（32）的外侧固定连接有复位弹簧（33），所述封装壳体（31）的内部固定连接有导电柱（34），所述封装壳体（31）的内部设置有电流变体（35）；所述导电柱（34）为导电材料组成，所述导线（6）位于安装座（1）的内部且与导电柱（34）电连接，并且相邻的两个导电柱（34）之间通过导线（6）串联；所述线圈（8）和导体（10）分别与导线（6）电连接；导体切割线圈而产生电流进而将电流输送至导电柱以控制电流变体的状态。

2.根据权利要求1所述的一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，其特征在于：所述安装座（1）、主轮盘（7）、线圈（8）和轮轴（9）的形状均为圆形且圆心在同一直线上。

3.根据权利要求1所述的一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，其特征在于：所述自锁机构（3）、铰柱（4）和自锁块（5）分别设置有五个、均匀分布且分别对应，五个所述铰柱（4）距主轮盘（7）圆心的距离相同，五个自锁块（5）分别与五个铰柱（4）活动铰接；五个自锁机构（3）的规格相同，所述活动柱（32）的底部位于封装壳体（31）的内部，顶部贯穿并延伸至封装壳体（31）的外侧且与自锁块（5）活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，其特征在于：所述电流变体（35）的主要材料为石膏、石灰、碳粉和橄榄油，电流变体（35）在通电状态下呈固态，非通电状态下呈液态。

5.根据权利要求1所述的一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，其特征在于：所述自锁块（5）的形状为曲面状，其外侧设置有内凹槽；所述自锁盘（11）的圆心与主轮盘（7）的圆心为同一点，自锁盘（11）的外侧设置有均匀分布的曲面状凸起结构，该曲面状凸起结构与自锁块（5）的内凹槽适配。

6.根据权利要求1所述的一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，其特征在于：所述线圈（8）内部有电流通过并存在磁感线，所述导体（10）与线圈（8）的磁感线呈垂直状态。

7.根据权利要求1所述的一种新能源领域家用风力发电机传动轴用失速自锁机构，其特征在于：所述线圈（8）的形状为圆形，其内部主要由漆包线构成，漆包线的截面尺寸相同且型号相同，并且线圈（8）插接在轮轴（9）的内部，与轮轴（9）的圆心为同一点且圆心距轮轴（9）内壁的距离始终相同。