CN112177847A - 一种风力发电机偏航装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于风力发电机领域，尤其涉及一种风力发电机偏航装置，设备箱内支架的底部固定安装有环形内齿条，环形内齿条的底部设置有限位组件，环形内齿条上传动连接有偏航组件，支架的顶部固定安装解缆室的底部内壁上固定安装有解缆电机，解缆电机转轴的顶部贯穿解缆室的顶部内壁并延伸至解缆室的上方，转轴的顶部固定安装有解缆轴，解缆轴的顶部固定安装有卡板，解缆轴的顶部转动安装有偏航轴，偏航轴的顶部贯穿设备箱的顶部内部并延伸至设备箱的上方，偏航轴的一侧固定安装卡装块的一侧内壁上转动安装有驱动轴，该偏航装置解缆耗费的时间少，效率高，偏航过后的偏航轴可以进行制动，稳定性和可靠性高。

Description

一种风力发电机偏航装置

技术领域

本发明属于风力发电机领域，涉及一种风力发电机偏航装置。

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(包括装置)、调向器(尾翼)、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。

现有的风力发电机的偏航装置不能对偏航过后的偏航轴进行制动，导致偏航轴的位置稳定性不高，线缆直接绕设在偏航轴上，当偏航轴上缠绕过多的线缆时，需要解缆后再进行偏航作业，解缆耗费的时间长，影响风力发电机的工作效率，所以我们提出了一种风力发电机偏航装置，用以解决上述提出的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决传统的风力发电机的偏航装置不能对偏航过后的偏航轴进行制动，导致偏航轴的位置稳定性不高，线缆直接绕设在偏航轴上，当偏航轴上缠绕过多的线缆时，需要解缆后再进行偏航作业，解缆耗费的时间长，影响风力发电机的工作效率的问题，提供一种风力发电机偏航装置。

为达到上述目的，本发明提供一种风力发电机偏航装置，包括设备箱，所述设备箱为中空设置，所述设备箱的两侧内壁上转动安装有同一个支架，且支架的底部固定安装有环形内齿条，所述环形内齿条的底部设置有限位组件，所述环形内齿条上传动连接有偏航组件，所述支架的顶部固定安装有解缆室，且解缆室为中空设置，所述解缆室的底部内壁上固定安装有解缆电机，所述解缆电机的顶部固定安装有转轴，且转轴的顶部贯穿解缆室的顶部内壁并延伸至解缆室的上方，转轴的顶部固定安装有解缆轴，所述解缆轴的顶部固定安装有卡板，所述解缆轴的顶部转动安装有偏航轴，所述偏航轴的顶部贯穿设备箱的顶部内部并延伸至设备箱的上方，所述偏航轴的一侧固定安装有卡装块，且卡装块为中空设置，所述卡装块的一侧内壁上转动安装有驱动轴，所述驱动轴的一端固定安装有转盘，所述转盘的一侧传动连接有矩形框，所述矩形框的底部固定安装有对称设置的两个销轴，两个销轴的底部均贯穿卡装块的底部内壁并均延伸至卡装块的下方，且两个销轴均和卡板可脱离活动卡装，所述驱动轴上传动连接有卡装组件。

本基础方案的原理在于：本发明可以保持偏航轴位置不动的前提下进行解缆操作，不需要再次定位偏航轴的位置，解缆耗费的时间少，效率高，偏航过后的偏航轴可以进行制动，稳定性和可靠性高。

进一步，所述限位组件包括固定安装在设备箱两侧内壁上的两个安装杆，两个安装杆的顶部均固定安装有限位板，两个限位板的顶部均卡设有弧形槽，所述环形内齿条的底部固定安装有环形滑轨，且环行滑轨的底部延伸至两个弧形槽的内部并和两个弧形槽的内部滑动连接，有益效果：可以提高环形内齿条转动时的稳定性，提高可靠性。

进一步，所述偏航组件包括固定安装在设备箱底部内壁上的两个偏航电机，所述偏航电机输出轴的顶部固定安装有竖轴，两个竖轴的外侧均固定套设有偏航齿轮，两个偏航齿轮均延伸至环形内齿条的内部，且两个偏航齿轮均和环形内齿条相啮合，两个偏航齿轮上均可脱离活动啮合有制动组件，有益效果：为了实时根据风向驱动偏航轴进行转动。

进一步，所述制动组件包括固定安装在设备箱底部内壁上的制动室，且制动室为中空设置，所述制动室的底部内壁上固定安装有驱动电机，所述驱动电机输出轴的顶部固定安装有螺杆，且螺杆的外侧螺纹连接有螺纹块，所述制动室的两侧内壁上均滑动安装有横板，两个横板均和螺纹块传动连接，两个横板相互远离的一侧分别贯穿制动室的两侧内壁并分别延伸至制动室的两侧，且两个横板相互远离的一侧均固定安装有制动齿条，两个制动齿条分别和两个偏航齿轮可脱离活动啮合，有益效果：为了使偏航过后的偏航轴能够保持稳定状态，提高整体的稳定性。

进一步，所述制动室的顶部内壁上固定安装有对称设置的两个限位柱，两个限位柱的底部均贯穿螺纹块的顶部并均延伸至螺纹块的下方，且两个限位柱均和螺纹块滑动连接，所述螺纹块的一侧转动安装有对称设置的两个驱动杆，两个驱动杆相互远离的一侧分别和两个横板的一侧转动连接，有益效果：为了能够提高螺纹块纵向移动时的稳定性。

进一步，所述卡装组件包括固定安装在卡装块一侧内壁上的电动推杆，所述电动推杆输出轴的一端固定安装有齿条，所述齿条的顶部和卡装块的顶部内壁滑动连接，所述驱动轴的外侧固定安装有齿轮，且齿轮和齿条相啮合，有益效果：能够方便带动驱动轴进行转动，提高带动驱动轴转动的精确性。

进一步，所述卡装块的顶部内壁上固定安装有滑轨，卡装块的顶部固定安装有对称设置的两个滑板，两个滑板的顶部均开设有滑槽，滑轨的底部延伸至两个滑槽的内部并和两个滑槽滑动连接，有益效果：为了提高齿条横向移动时的稳定性，使齿条不会出现和齿轮脱离啮合的状况。

进一步，所述转盘的一侧固定安装有滑柱，且滑柱的一端贯穿矩形框的内部并延伸至矩形框的一侧，滑柱的外侧和矩形框的内部滑动连接，所述矩形框的两侧分别和卡装块的两侧内壁滑动连接，有益效果：为了对矩形框上受到的非运动方向的作用力进行平衡，提高矩形框移动时的稳定性。

进一步，所述设备箱的顶部固定安装有风向传感器，所述设备箱的一侧内壁上固定安装有PLC控制板，所述PLC控制板与风向传感器、偏航电机、驱动电机、解缆电机和电动推杆均电性连接，有益效果：为了提高自动化程度，提升控制的精确性。

进一步，所述卡板的顶部开设有对称设置的两个卡槽，两个销轴的底部分别延伸至两个卡槽的内部并分别和两个卡槽可脱离活动卡装，两个销轴的外侧均和卡装块的底部内壁滑动连接，有益效果：为了使偏航轴和解缆轴能够自转并且共转。

本发明的有益效果在于：

1、本发明所公开的风力发电机偏航装置，为了使解缆轴和偏航轴能够共转和自转，通过设置的两个销轴和两个卡槽的可脱离活动卡装，当销轴和卡槽卡装时，偏航轴和解缆轴处于固定状态，即共转，当销轴和卡槽解除卡装时，解缆轴和偏航轴相对转动，即自转；便于偏航轴上线缆的解缆。

2、本发明所公开的风力发电机偏航装置，为了驱动偏航轴能够根据实时的风向进行偏航转动，经由设置的两个偏航电机，两个偏航齿轮和环形内齿条的啮合关系，可以方便驱动偏航轴进行转动，能够获得更大的风能。

3、本发明所公开的风力发电机偏航装置，为了能够使偏航过后的偏航轴能够处于稳定的状态，通过设置的环形内齿条和两个制动齿条的可脱离啮合的关系，可以方便对偏航齿轮进行制动，进而保持偏航过后的偏航轴能够处于稳定的状况。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明一种风力发电机偏航装置的结构立体图；

图2为本发明一种风力发电机偏航装置中设备箱的主视图；

图3为本发明图2中A部分结构放大图；

图4为本发明图2中B部分结构放大图；

图5为本发明图2中C部分结构放大图。

附图标记：1设备箱、2支架、3安装杆、4限位板、5弧形槽、6环形内齿条、7 PLC控制板、8偏航电机、9竖轴、10偏航齿轮、11制动室、12驱动电机、13螺杆、14螺纹块、15限位柱、16横板、17制动齿条、18解缆室、19解缆电机、20解缆轴、21卡板、22偏航轴、23卡装块、24电动推杆、25齿条、26驱动轴、27齿轮、28转盘、29矩形框、30销轴、31风向传感器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1-5所示的一种风力发电机偏航装置，其包括设备箱1，设备箱1为中空设置，设备箱1的两侧内壁上转动安装有同一个支架2，且支架2的底部固定安装有环形内齿条6，环形内齿条6的底部设置有限位组件，限位组件包括固定安装在设备箱1两侧内壁上的两个安装杆3，两个安装杆3的顶部均固定安装有限位板4，两个限位板4的顶部均卡设有弧形槽5，环形内齿条6的底部固定安装有环形滑轨，且环行滑轨的底部延伸至两个弧形槽5的内部并和两个弧形槽5的内部滑动连接。

环形内齿条6上传动连接有偏航组件，偏航组件包括固定安装在设备箱1底部内壁上的两个偏航电机8，偏航电机8输出轴的顶部固定安装有竖轴9，两个竖轴9的外侧均固定套设有偏航齿轮10，两个偏航齿轮10均延伸至环形内齿条6的内部，且两个偏航齿轮10均和环形内齿条6相啮合。

两个偏航齿轮10上均可脱离活动啮合有制动组件，制动组件包括固定安装在设备箱1底部内壁上的制动室11，且制动室11为中空设置，制动室11的底部内壁上固定安装有驱动电机12，驱动电机12输出轴的顶部固定安装有螺杆13，且螺杆13的外侧螺纹连接有螺纹块14，制动室11的两侧内壁上均滑动安装有横板16，两个横板16均和螺纹块14传动连接，两个横板16相互远离的一侧分别贯穿制动室11的两侧内壁并分别延伸至制动室11的两侧，且两个横板16相互远离的一侧均固定安装有制动齿条17，两个制动齿条17分别和两个偏航齿轮10可脱离活动啮合。

制动室11的顶部内壁上固定安装有对称设置的两个限位柱15，两个限位柱15的底部均贯穿螺纹块14的顶部并均延伸至螺纹块14的下方，且两个限位柱15均和螺纹块14滑动连接，螺纹块14的一侧转动安装有对称设置的两个驱动杆，两个驱动杆相互远离的一侧分别和两个横板16的一侧转动连接，螺纹块14上驱动杆与横板16的转动连接是为了提高螺纹块14纵向移动时的稳定性。

支架2的顶部固定安装有解缆室18，且解缆室18为中空设置，解缆室18的底部内壁上固定安装有解缆电机19，解缆电机19的顶部固定安装有转轴，且转轴的顶部贯穿解缆室18的顶部内壁并延伸至解缆室18的上方，转轴的顶部固定安装有解缆轴20，解缆轴20的顶部固定安装有卡板21，解缆轴20的顶部转动安装有偏航轴22，偏航轴22的顶部贯穿设备箱1的顶部内部并延伸至设备箱1的上方，偏航轴22的一侧固定安装有卡装块23，且卡装块23为中空设置，卡装块23的顶部内壁上固定安装有滑轨，卡装块23的顶部固定安装有对称设置的两个滑板，两个滑板的顶部均开设有滑槽，滑轨的底部延伸至两个滑槽的内部并和两个滑槽滑动连接，卡装块23的一侧内壁上转动安装有驱动轴26，驱动轴26的一端固定安装有转盘28，转盘28的一侧传动连接有矩形框29，转盘28的一侧固定安装有滑柱，且滑柱的一端贯穿矩形框29的内部并延伸至矩形框29的一侧，滑柱的外侧和矩形框29的内部滑动连接，矩形框29的两侧分别和卡装块23的两侧内壁滑动连接，矩形框29的底部固定安装有对称设置的两个销轴30，两个销轴30的底部均贯穿卡装块23的底部内壁并均延伸至卡装块23的下方，且两个销轴30均和卡板21可脱离活动卡装。

驱动轴26上传动连接有卡装组件，卡装组件包括固定安装在卡装块23一侧内壁上的电动推杆24，电动推杆24输出轴的一端固定安装有齿条25，齿条25的顶部和卡装块23的顶部内壁滑动连接，驱动轴26的外侧固定安装有齿轮27，且齿轮27和齿条25相啮合。

设备箱1的顶部固定安装有风向传感器31，设备箱1的一侧内壁上固定安装有PLC控制板7，PLC控制板7与风向传感器31、偏航电机8、驱动电机12、解缆电机19和电动推杆24均电性连接，卡板21的顶部开设有对称设置的两个卡槽，两个销轴30的底部分别延伸至两个卡槽的内部并分别和两个卡槽可脱离活动卡装，两个销轴30的外侧均和卡装块23的底部内壁滑动连接。

该风力发电机偏航装置的使用方法，该装置本体在工作时，风向传感器31可以将实时的风向数据发送给PLC控制板7，PLC控制板7将得到的数据进行保护并启动两个偏航电机8，使竖轴9跟随偏航电机8的输出轴进行转动，经由设置的偏航齿轮10和环形内齿条6的啮合关系，可以驱动环形内齿条6、支架2解缆轴20和偏航轴22进行转动，进而将偏航轴22转动至需要的角度，能够获得最大的风能。

当每次偏航完成后，PLC控制板7都会启动驱动电机12，进而驱动螺杆13进行转动，经由设置的螺杆13和螺纹块14的螺纹连接关系，可以将螺杆13的转动转化为螺纹块14的纵向移动，当螺纹块14纵向移动时，经由设置的两个驱动杆，可以为两个横板16提供横向位置相反的作用力，使两个制动齿条17和两个偏航齿轮10啮合，保持偏航过后的偏航轴22的稳定性，在偏航轴22转动的过程中，线缆会向解缆轴20行进行绕设，当线缆在解缆轴20上绕设过多时，PLC控制板7会启动电动推杆24，齿条25会跟随电动推杆24的输出轴进行横移，经由设置的齿条25和齿轮27的啮合关系，可以将齿条25的横移转化为齿轮27、驱动轴26和转盘28的转动，经由设置的滑柱，可以为矩形框29提供纵向的作用力，当电动推杆24的输出轴伸出至最大距离时，销轴30和卡槽脱离卡装。

PLC控制板7启动解缆电机19，解缆电机19的输出轴会带动解缆轴20向线缆缠绕方向相反的位置进行转动，在解缆轴20转动的过程中，偏航轴22保持不动，解缆完成后，再经由偏航作业即可，较之传统的风力发电机偏航装置，可以保持偏航轴22位置不动的前提下进行解缆操作，不需要再次定位偏航轴22的位置，解缆耗费的时间少，效率高，偏航过后的偏航轴22可以进行制动，稳定性和可靠性高。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种风力发电机偏航装置，包括设备箱(1)，其特征在于，所述设备箱(1)为中空设置，所述设备箱(1)的两侧内壁上转动安装有同一个支架(2)，且支架(2)的底部固定安装有环形内齿条(6)，所述环形内齿条(6)的底部设置有限位组件，所述环形内齿条(6)上传动连接有偏航组件，所述支架(2)的顶部固定安装有解缆室(18)，且解缆室(18)为中空设置，所述解缆室(18)的底部内壁上固定安装有解缆电机(19)，所述解缆电机(19)的顶部固定安装有转轴，且转轴的顶部贯穿解缆室(18)的顶部内壁并延伸至解缆室(18)的上方，转轴的顶部固定安装有解缆轴(20)，所述解缆轴(20)的顶部固定安装有卡板(21)，所述解缆轴(20)的顶部转动安装有偏航轴(22)，所述偏航轴(22)的顶部贯穿设备箱(1)的顶部内部并延伸至设备箱(1)的上方，所述偏航轴(22)的一侧固定安装有卡装块(23)，且卡装块(23)为中空设置，所述卡装块(23)的一侧内壁上转动安装有驱动轴(26)，所述驱动轴(26)的一端固定安装有转盘(28)，所述转盘(28)的一侧传动连接有矩形框(29)，所述矩形框(29)的底部固定安装有对称设置的两个销轴(30)，两个销轴(30)的底部均贯穿卡装块(23)的底部内壁并均延伸至卡装块(23)的下方，且两个销轴(30)均和卡板(21)可脱离活动卡装，所述驱动轴(26)上传动连接有卡装组件。

2.如权利要求1所述的一种风力发电机偏航装置，其特征在于，所述限位组件包括固定安装在设备箱(1)两侧内壁上的两个安装杆(3)，两个安装杆(3)的顶部均固定安装有限位板(4)，两个限位板(4)的顶部均卡设有弧形槽(5)，所述环形内齿条(6)的底部固定安装有环形滑轨，且环行滑轨的底部延伸至两个弧形槽(5)的内部并和两个弧形槽(5)的内部滑动连接。

3.如权利要求1所述的一种风力发电机偏航装置，其特征在于，所述偏航组件包括固定安装在设备箱(1)底部内壁上的两个偏航电机(8)，所述偏航电机(8)输出轴的顶部固定安装有竖轴(9)，两个竖轴(9)的外侧均固定套设有偏航齿轮(10)，两个偏航齿轮(10)均延伸至环形内齿条(6)的内部，且两个偏航齿轮(10)均和环形内齿条(6)相啮合，两个偏航齿轮(10)上均可脱离活动啮合有制动组件。

4.如权利要求3所述的一种风力发电机偏航装置，其特征在于，所述制动组件包括固定安装在设备箱(1)底部内壁上的制动室(11)，且制动室(11)为中空设置，所述制动室(11)的底部内壁上固定安装有驱动电机(12)，所述驱动电机(12)输出轴的顶部固定安装有螺杆(13)，且螺杆(13)的外侧螺纹连接有螺纹块(14)，所述制动室(11)的两侧内壁上均滑动安装有横板(16)，两个横板(16)均和螺纹块(14)传动连接，两个横板(16)相互远离的一侧分别贯穿制动室(11)的两侧内壁并分别延伸至制动室(11)的两侧，且两个横板(16)相互远离的一侧均固定安装有制动齿条(17)，两个制动齿条(17)分别和两个偏航齿轮(10)可脱离活动啮合。

5.如权利要求4所述的一种风力发电机偏航装置，其特征在于，所述制动室(11)的顶部内壁上固定安装有对称设置的两个限位柱(15)，两个限位柱(15)的底部均贯穿螺纹块(14)的顶部并均延伸至螺纹块(14)的下方，且两个限位柱(15)均和螺纹块(14)滑动连接，所述螺纹块(14)的一侧转动安装有对称设置的两个驱动杆，两个驱动杆相互远离的一侧分别和两个横板(16)的一侧转动连接。

6.如权利要求1所述的一种风力发电机偏航装置，其特征在于，所述卡装组件包括固定安装在卡装块(23)一侧内壁上的电动推杆(24)，所述电动推杆(24)输出轴的一端固定安装有齿条(25)，所述齿条(25)的顶部和卡装块(23)的顶部内壁滑动连接，所述驱动轴(26)的外侧固定安装有齿轮(27)，且齿轮(27)和齿条(25)相啮合。

7.如权利要求6所述的一种风力发电机偏航装置，其特征在于，所述卡装块(23)的顶部内壁上固定安装有滑轨，卡装块(23)的顶部固定安装有对称设置的两个滑板，两个滑板的顶部均开设有滑槽，滑轨的底部延伸至两个滑槽的内部并和两个滑槽滑动连接。

8.如权利要求1所述的一种风力发电机偏航装置，其特征在于，所述转盘(28)的一侧固定安装有滑柱，且滑柱的一端贯穿矩形框(29)的内部并延伸至矩形框(29)的一侧，滑柱的外侧和矩形框(29)的内部滑动连接，所述矩形框(29)的两侧分别和卡装块(23)的两侧内壁滑动连接。

9.如权利要求6所述的一种风力发电机偏航装置，其特征在于，所述设备箱(1)的顶部固定安装有风向传感器(31)，所述设备箱(1)的一侧内壁上固定安装有PLC控制板(7)，所述PLC控制板(7)与风向传感器(31)、偏航电机(8)、驱动电机(12)、解缆电机(19)和电动推杆(24)均电性连接。

10.如权利要求4所述的一种风力发电机偏航装置，其特征在于，所述卡板(21)的顶部开设有对称设置的两个卡槽，两个销轴(30)的底部分别延伸至两个卡槽的内部并分别和两个卡槽活动卡装，两个销轴(30)的外侧均和卡装块(23)的底部内壁滑动连接。

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