CN113969865A - 一种风力发电控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电控制系统，包括支撑单元，包括支撑杆、设置在所述支撑杆上方的发电组件，所述发电组件包括由输入轴；转动单元，包括转动柱、与所述转动柱连接的叶片，所述转动柱设置由贯穿的第一通孔，所述第一通孔一端与输入轴固定连接，第一通孔另一端设置密封盖；通过调节圈可以同时控制多个叶片同步变桨，结构巧妙，省略了风力发电机组轮毂的结构，使风力发电机组的叶片机构更合理，变桨效果更好，提高风力发电机组的使用寿命。

Description

一种风力发电控制系统

技术领域

本发明涉及风力发电机叶片控制领域，尤其是一种风力发电控制系统。

背景技术

风能作为可再生、绿色环保能源，已经成为当前可利用的主要能源之一。在风里发电过程中，由于自然界的风速变化无常，为了提高风能的利用率，风力发电机往往采用变桨技术，遇到大风甚至台风时，通过调整风叶与迎风的夹角达到发电功率稳定输出；为了调整叶片的迎风面积，以适应不同风速下的转速、功率要求，需要对叶片的变桨角度进行调整。由于三个叶片指向不同的方向，所以现有的风力发电机组叶片变桨通常是每个叶片单独变桨，即每个叶片需要一套独立的变桨机构，然后由三个叶片协调动作，从而实现三个叶片变桨角度的相同。这样就需要在轮毂上针对每个叶片安装一套变桨机构，不仅增加结构复杂程度，提高了风力发电机的制造成本，并且由于多套变桨机构的存在，相互之间的协调性需要及时校验核对，也导致使用寿命的下降。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中在轮毂上针对每个叶片安装一套变桨机构，不仅增加结构复杂程度，提高了风力发电机的制造成本，并且由于多套变桨机构的存在，相互之间的协调性需要及时校验核对，也导致使用寿命的下降。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种风力发电控制系统，包括，支撑单元，包括支撑杆、设置在所述支撑杆上方的发电组件，所述发电组件包括由输入轴；

转动单元，包括转动柱、与所述转动柱连接的叶片，所述转动柱设置由贯穿的第一通孔，所述第一通孔一端与输入轴固定连接，第一通孔另一端设置密封盖。

作为本发明所述风力发电控制系统的一种优选方案，其中：所述转动柱沿圆周均匀设置有三个第二通孔，所述叶片端部包括转动轴，所述转动轴嵌入所述第二通孔内，所述叶片沿圆周均匀分布有三个。

作为本发明所述风力发电控制系统的一种优选方案，其中：所述第二通孔内设置有限位环槽，所述转动轴上设置有限位轴肩，所述限位轴肩嵌入所述限位环槽内。

作为本发明所述风力发电控制系统的一种优选方案，其中：所述第一通孔内设置有隔板，所述隔板上设置有沿径向的第一长槽，所述第一长槽沿圆周均匀分布有三个第一长槽；所述第一通孔内设置有滑块，所述滑块设置有第三通孔，所述转动轴穿过所述第三通孔，所述滑块的数量与叶片的数量一致，所述滑块上设置有传动轴，所述传动轴穿过所述第一长槽。

作为本发明所述风力发电控制系统的一种优选方案，其中：所述转动轴上设置有第一螺旋槽，所述第一螺旋槽沿螺旋线延伸，所述第三通孔内设置有第一圆台，所述第一圆台嵌入所述第一螺旋槽内。

作为本发明所述风力发电控制系统的一种优选方案，其中：所述滑块设置有传动轴的一面与隔板侧面接触；所述第一通孔内还设置有限位板，所述限位板、隔板分别位于滑块两侧，所述滑块的一侧面与限位板表面接触，所述滑块与限位板接触的一面设置有限位凸台，所述限位板上设置有与限位凸台对应的第二长槽，所述限位凸台嵌入第二长槽内。

作为本发明所述风力发电控制系统的一种优选方案，其中：所述隔板上设置有中心轴，所述中心轴上套设有转动盘，所述转动盘设置有第四通孔，中心轴穿过第四通孔并连接有限位圈；所述转动盘上设置有第三长槽，所述第三长槽包括第一端A和第二端B，所述第一端A与第二端B连接线的延长线不通过转动盘的圆心，所述第三长槽距离转动盘圆心的距离自第一端A至第二端B增大；所述中心轴设置有贯穿的注油孔。

作为本发明所述风力发电控制系统的一种优选方案，其中：所述转动盘边缘连接有转动筒，所述转动筒侧壁设置有第二螺旋槽，所述转动柱侧壁设置有贯穿的第四长槽，所述第四长槽内设置有销轴，所述销轴穿过第二螺旋槽。

作为本发明所述风力发电控制系统的一种优选方案，其中：所述转动柱外部套设有调节圈，所述调节圈内壁设置有环形槽，所述销轴的端部嵌入环形槽内。

作为本发明所述风力发电控制系统的一种优选方案，其中：所述转动柱外部与调节圈配合的部分设置有外螺纹，所述调节圈内壁设置有内螺纹，所述外螺纹与内螺纹配合连接。

本发明的有益效果：通过调节圈可以同时控制多个叶片同步变桨，结构巧妙，省略了风力发电机组轮毂的结构，使风力发电机组的叶片机构更合理，变桨效果更好，提高风力发电机组的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明提供的一种实施例所述的风力发电控制系统的结构示意图；

图2为本发明提供的一种实施例所述的风力发电控制系统中风力发电机剖面的结构示意图；

图3为本发明提供的一种实施例所述的风力发电控制系统中转动单元的结构示意图；

图4为本发明提供的一种实施例所述的风力发电控制系统中转动盘的结构示意图；

图5为本发明提供的一种实施例所述的风力发电控制系统中转动单元的剖面结构示意图；

图6为本发明提供的一种实施例所述的风力发电控制系统中转动单元的爆炸结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～3，本实施例提供了一种风力发电控制系统，包括支撑单元100和转动单元200，其中支撑单元100用于支撑起整个发电系统，转动单元200用于给叶片进行变桨控制。

具体的，支撑单元100包括支撑杆101、设置在支撑杆101上方的发电组件102，发电组件102包括由输入轴102a；其中，支撑杆101固定安装在地面，发电组件102为发电机，输入轴102a为发电机的输入轴，通过驱动输入轴102a的旋转即可进行旋转。

转动单元200包括转动柱201、与转动柱201连接的叶片202，转动柱201设置由贯穿的第一通孔201a，第一通孔201a的轴心位于径向上，第一通孔201a一端与输入轴102a固定连接，其中连接方式可以为螺栓连接或焊接，第一通孔201a另一端设置密封盖203。

本实施例中，转动柱201沿圆周均匀设置有三个第二通孔201b，叶片202端部包括转动轴202a，转动轴202a嵌入第二通孔201b内，转动轴202a能够在第二通孔201b内转动，叶片202沿圆周均匀分布有三个。

第二通孔201b内设置有限位环槽201c，转动轴202a上设置有限位轴肩202b，限位轴肩202b嵌入限位环槽201c内，限位环槽201c与限位轴肩202b的配合使得转动轴202a仅能够转动，而不能轴向偏移。

第一通孔201a内设置有隔板209，隔板209为圆盘形，焊接在第一通孔201a内，且隔板209位于第二通孔201b的一侧，隔板209上设置有沿径向的第一长槽209a，第一长槽209a沿圆周均匀分布有三个；第一通孔201a内设置有滑块204，滑块204能够沿径向移动，滑块204设置有第三通孔204a，转动轴202a穿过第三通孔204a，滑块204的数量与叶片202的数量一致，滑块204上设置有传动轴204b，传动轴204b穿过第一长槽209a。滑块204的一面与隔板209滑动连接。

其中，转动轴202a上设置有第一螺旋槽202c，第一螺旋槽202c沿螺旋线延伸，第三通孔204a内设置有第一圆台204c，第一圆台204c嵌入第一螺旋槽202c内，因此，第一圆台204c与第一螺旋槽202c的配合关系将滑块204的直线运动转化为转动轴202a的圆周运动，即当操作滑块204以及传动轴204b在第一通孔201a内沿径向移动时，第一圆台204c将会推动第一螺旋槽202c使得叶片202转动，进而实现变桨的调节。

实施例2

参照图1～6，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，且与上一个实施例不同的是：

滑块204设置有传动轴204b的一面与隔板209侧面接触，并且能够滑动；第一通孔201a内还设置有限位板205，限位板205、隔板209分别位于滑块204两侧，限位板205通过螺纹固定在第一通孔201a内，滑块204的一侧面与限位板205表面接触，因此滑块204的两个相平行的面分别与限位板205、隔板209滑动连接，防止滑块204出现偏转。

滑块204与限位板205接触的一面设置有限位凸台204d，限位凸台204d沿滑块204的移动方向延伸，限位板205上设置有与限位凸台204d对应的第二长槽205a，限位凸台204d嵌入第二长槽205a内。限位凸台204d与第二长槽205a滑动连接，对滑块204进行限位，较佳的，限位凸台204d底部设置有滚轮，滚轮在第二长槽205a滚动连接。

进一步的，隔板209上设置有中心轴209b，中心轴209b位于隔板209中心位置，中心轴209b上套设有转动盘206，转动盘206设置有第四通孔206a，转动盘206能够以中心轴209b轴心进行旋转，中心轴209b穿过第四通孔206a并连接有限位圈209c，限位圈209c限制转动盘206的轴向偏移。

转动盘206上设置有第三长槽206b，传动轴204b穿过第一长槽209a嵌入第三长槽206b内，第三长槽206b同样沿圆周均匀设置有3个，其中第三长槽206b包括第一端A和第二端B，第一端A与第二端B连接线的延长线不通过转动盘206的圆心，第三长槽206b距离转动盘206圆心的距离自第一端A至第二端B增大，即第三长槽206b中第一端A距转动盘206圆心的长度最短，第二端B距转动盘206圆心的长度最长，且第三长槽206b与第一长槽209a的重合处距离转动盘206圆心的距离与转动盘206转动位置相关，且第三长槽206b与第一长槽209a的重合处即为传动轴204b的位置。

较佳的，中心轴209b设置有贯穿的注油孔203d，用于注入润滑油。

进一步的，转动盘206边缘连接有转动筒206c，转动盘206与转动筒206c一体成型设置，转动筒206c侧壁设置有第二螺旋槽206d，第二螺旋槽206d为螺旋线形，绕着转动筒206形成第二螺旋槽206d。

转动柱201侧壁设置有贯穿的第四长槽201d，第四长槽201d内设置有销轴207，销轴207穿过第二螺旋槽206d，第四长槽201d与第二螺旋槽206d的重合位置即为销轴207的位置，即通过控制销轴207在第四长槽201d内的位置进而控制转动筒206c的转动，进而带动转动盘206的转动。

进一步的，转动柱201外部套设有调节圈208，调节圈208内壁设置有环形槽208a，销轴207的端部嵌入环形槽208a内，销轴207的位置由调节圈208进行控制。较佳的，转动柱201外部与调节圈208配合的部分设置有外螺纹201e，调节圈208内壁设置有内螺纹208b，外螺纹201e与内螺纹208b配合连接，即需要调节销轴207在第四长槽201d内的位置时，通过旋转调节圈208即可，因为调节圈208与转动柱201螺纹连接，所以形成一个自锁结构，只能由调节圈208驱动销轴207，而不能通过销轴207驱动调节圈208。

本实施例中，风力发电机需要变桨距调节时，只需要操作调节圈408进行旋转，即可通过一系列的联动完成调节。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，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，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种风力发电控制系统，其特征在于：包括，

支撑单元(100)，包括支撑杆(101)、设置在所述支撑杆(101)上方的发电组件(102)，所述发电组件(102)包括由输入轴(102a)；

转动单元(200)，包括转动柱(201)、与所述转动柱(201)连接的叶片(202)，所述转动柱(201)设置由贯穿的第一通孔(201a)，所述第一通孔(201a)一端与输入轴(102a)固定连接，第一通孔(201a)另一端设置密封盖(203)。

2.根据权利要求1所述的风力发电控制系统，其特征在于：所述转动柱(201)沿圆周均匀设置有三个第二通孔(201b)，所述叶片(202)端部包括转动轴(202a)，所述转动轴(202a)嵌入所述第二通孔(201b)内，所述叶片(202)沿圆周均匀分布有三个。

3.根据权利要求2所述的风力发电控制系统，其特征在于：所述第二通孔(201b)内设置有限位环槽(201c)，所述转动轴(202a)上设置有限位轴肩(202b)，所述限位轴肩(202b)嵌入所述限位环槽(201c)内。

4.根据权利要求3所述的风力发电控制系统，其特征在于：所述第一通孔(201a)内设置有隔板(209)，所述隔板(209)上设置有沿径向的第一长槽(209a)，所述第一长槽(209a)沿圆周均匀分布有三个；所述第一通孔(201a)内设置有滑块(204)，所述滑块(204)设置有第三通孔(204a)，所述转动轴(202a)穿过所述第三通孔(204a)，所述滑块(204)的数量与叶片(202)的数量一致，所述滑块(204)上设置有传动轴(204b)，所述传动轴(204b)穿过所述第一长槽(209a)。

5.根据权利要求4所述的风力发电控制系统，其特征在于：所述转动轴(202a)上设置有第一螺旋槽(202c)，所述第一螺旋槽(202c)沿螺旋线延伸，所述第三通孔(204a)内设置有第一圆台(204c)，所述第一圆台(204c)嵌入所述第一螺旋槽(202c)内。

6.根据权利要求5所述的风力发电控制系统，其特征在于：所述滑块(204)设置有传动轴(204b)的一面与隔板(209)侧面接触；所述第一通孔(201a)内还设置有限位板(205)，所述限位板(205)、隔板(209)分别位于滑块(204)两侧，所述滑块(204)的一侧面与限位板(205)表面接触，所述滑块(204)与限位板(205)接触的一面设置有限位凸台(204d)，所述限位板(205)上设置有与限位凸台(204d)对应的第二长槽(205a)，所述限位凸台(204d)嵌入第二长槽(205a)内。

7.根据权利要求6所述的风力发电控制系统，其特征在于：所述隔板(209)上设置有中心轴(209b)，所述中心轴(209b)上套设有转动盘(206)，所述转动盘(206)设置有第四通孔(206a)，中心轴(209b)穿过第四通孔(206a)并连接有限位圈(209c)；所述转动盘(206)上设置有第三长槽(206b)，所述传动轴(204b)穿过所述第一长槽(209a)后嵌入第三长槽(206b)内，所述第三长槽(206b)包括第一端(A)和第二端(B)，所述第一端(A)与第二端(B)连接线的延长线不通过转动盘(206)的圆心，所述第三长槽(206b)距离转动盘(206)圆心的距离自第一端(A)至第二端(B)增大；所述中心轴(209b)设置有贯穿的注油孔(203d)。

8.根据权利要求7所述的风力发电控制系统，其特征在于：所述转动盘(206)边缘连接有转动筒(206c)，所述转动筒(206c)侧壁设置有第二螺旋槽(206d)，所述转动柱(201)侧壁设置有贯穿的第四长槽(201d)，所述第四长槽(201d)内设置有销轴(207)，所述销轴(207)穿过第二螺旋槽(206d)。

9.根据权利要求8所述的风力发电控制系统，其特征在于：所述转动柱(201)外部套设有调节圈(208)，所述调节圈(208)内壁设置有环形槽(208a)，所述销轴(207)的端部嵌入环形槽(208a)内。

10.根据权利要求9所述的风力发电控制系统，其特征在于：所述转动柱(201)外部与调节圈(208)配合的部分设置有外螺纹(201e)，所述调节圈(208)内壁设置有内螺纹(208b)，所述外螺纹(201e)与内螺纹(208b)配合连接。

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