CN115263664A - 一种自由升降风力发电制动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自由升降风力发电制动装置包括升降组件，设置于风力发电机杆部，包括固定杆、与固定杆滑动连接的伸缩杆、设置于固定杆上的转动件、与转动件啮合的齿轮件和自锁件；制动组件，设置于风力发电机垂直转动轴上，包括套接于转动轴上的套筒、套接于套筒外的感应环、套接于感应环外的电磁线圈；伸缩杆上均匀开设有卡槽；本发明中的自由升降风力发电制动装置能够根据不同高度风力大小调整风机受力的垂直高度，使发电更加高效，且在停机时对风机发电机轴进行缓速制动，通过电磁力改变发电机轴转速，降速更加平缓，保护风机。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机的技术领域，尤其涉及一种自由升降风力发电制动装置。
背景技术
垂直轴风力发电机，是一种将风能转变为机械能，再转变为电能的低转速风力发电机。利用风力发电，向蓄电池充电蓄存电能。它普遍适用于风能条件好，远离电网，或电网不正常的地区，供给照明、电视机、探照灯、放像、通讯设备和电动工具用电。具有较多显著特点：1.安全性。采用了垂直叶片和三角形双支点设计，并且主要受力点集中于轮毂，因此叶片脱落、断裂和叶片飞出等问题得到了较好的解决；2.噪音。采用了水平面旋转以及叶片应用飞机机翼原理设计，使得噪音降低到在自然环境下测量不到的程度；3.抗风能力。水平旋转和三角形双支点设计原理，使得它受风压力小，可以抵抗每秒45米的超强台风；4.回转半径。由于其设计结构和运转原理的不同，比其他形式风力发电具有更小的回转半径，节省了空间，同时提高了效率；5.发电曲线特性。启动风速低于其他形式的风力发电机，发电功率的上升幅度较平缓，因此在5～ 8米风速范围内，它的发电量较其他类型的风力发电机高10％～30％；6.利用风速范围。采用了特殊的控制原理，使它的适合运行风速范围扩大到2.5～25m/s，在最大限度利用风力资源的同时获得了更大的发电总量，提高了风电设备使用的经济性。
制动保护是风力发电机的一项重要的保护内容，由于风力的不稳定性和不可预料性，风力发电机的构成部分中必须包括能够使风力发电机在大风情况下防止飞车的装置，而且如果急速刹车的话会对发电机轴造成损坏，会减少发动机的使用寿命。为解决此问题，在大型风力发电机中普遍采用的是变桨机构来实现缓速、制动。但由于体型和性价比的限制，中小型风机无法采用变桨机构实现上述功能。
因此提出一种自由升降风力发电制动装置，对中小型风机进行缓速制动。
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。
鉴于上述现有自由升降风力发电制动装置存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明目的是提供一种自由升降风力发电制动装置，其对中小型风机进行缓速制动。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种自由升降风力发电制动装置包括，升降组件，设置于风力发电机杆部，包括固定杆、与所述固定杆滑动连接的伸缩杆、设置于所述固定杆上的转动件、与所述转动件啮合的齿轮件和自锁件；制动组件，设置于风力发电机垂直转动轴上，包括套接于转动轴上的套筒、套接于所述套筒外的感应环、套接于所述感应环外的电磁线圈。
作为本发明所述自由升降风力发电制动装置的一种优选方案，其中：所述伸缩杆上均匀开设有卡槽。
作为本发明所述自由升降风力发电制动装置的一种优选方案，其中：所述转动件包括手摇杆、与所述手摇杆固定连接的转动杆、设置于所述转动杆上的棘轮和第一齿轮；所述转动杆贯穿所述固定杆，所述棘轮和第一齿轮分别设置于所述伸缩杆两侧。
作为本发明所述自由升降风力发电制动装置的一种优选方案，其中：所述齿轮件包括第二转动杆、设置于所述第二转动杆上的第二齿轮和第三齿轮，所述第二转动杆贯穿所述固定杆，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第三齿轮与所述卡槽啮合。
作为本发明所述自由升降风力发电制动装置的一种优选方案，其中：所述自锁件包括横杆、设置于所述横杆上的卡扣、设置于所述卡扣上的搭扣，所述卡扣延伸方向与所述棘轮方向相反，所述搭扣上还设置有扭簧，所述扭簧自然状态下呈张开状态；所述卡扣与横杆转动连接，且其另一端还设置有压板。
作为本发明所述自由升降风力发电制动装置的一种优选方案，其中：所述套筒底部对称开设有开口，所述风力发电机垂直转动轴上对称设置有横轴，所述横轴与所述开口相抵。
作为本发明所述自由升降风力发电制动装置的一种优选方案，其中：所述感应环套接于风力发电机垂直转动轴上，且其与所述套筒相抵。
作为本发明所述自由升降风力发电制动装置的一种优选方案，其中：所述电磁线圈设置于所述感应环外，且其不与所述感应环接触。
作为本发明所述自由升降风力发电制动装置的一种优选方案，其中：所述感应环顶部还设置有挡板和弹簧。
作为本发明所述自由升降风力发电制动装置的一种优选方案，其中：所述弹簧设置于所述挡板和感应环之间。
本发明的有益效果：
本发明中的自由升降风力发电制动装置能够根据不同高度风力大小调整风机受力的垂直高度，使发电更加高效，且在停机时对风机发电机轴进行缓速制动，通过电磁力改变发电机轴转速，降速更加平缓，保护风机。
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为本发明自由升降风力发电制动装置的整体结构示意图。
图2为本发明自由升降风力发电制动装置的升降组件结构示意图。
图3为本发明自由升降风力发电制动装置的升降组件结构剖视图。
图4为本发明自由升降风力发电制动装置的制动组件结构剖视图。
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，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。
再其次，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。
实施例1
参照图1～3，为本发明第一个实施例，提供了一种自由升降风力发电制动装置，此包括，升降组件100，设置于风力发电机杆部，包括固定杆101、与所述固定杆101滑动连接的伸缩杆102、设置于所述固定杆101上的转动件103、与所述转动件103啮合的齿轮件104和自锁件105；制动组件200，设置于风力发电机垂直转动轴上，包括套接于转动轴上的套筒201、套接于所述套筒201 外的感应环202、套接于所述感应环202外的电磁线圈203。所述伸缩杆102 上均匀开设有卡槽102a。所述转动件103包括手摇杆103a、与所述手摇杆103a 固定连接的转动杆103b、设置于所述转动杆103b上的棘轮103c和第一齿轮 103d；所述转动杆103b贯穿所述固定杆101，所述棘轮103c和第一齿轮103d 分别设置于所述伸缩杆102两侧。所述齿轮件104包括第二转动杆104a、设置于所述第二转动杆104a上的第二齿轮104b和第三齿轮104c，所述第二转动杆 104a贯穿所述固定杆101，所述第二齿轮104b与第一齿轮103d啮合，所述第三齿轮104c与所述卡槽102a啮合。所述自锁件105包括横杆105a、设置于所述横杆105a上的卡扣105b、设置于所述卡扣105b上的搭扣105c，所述卡扣105b 延伸方向与所述棘轮103c方向相反，所述搭扣105c上还设置有扭簧105d，所述扭簧105d自然状态下呈张开状态；所述卡扣105b与横杆105a转动连接，且其另一端还设置有压板105e。
其中，升降组件100能够改变风机发电装置的垂直高度，使其进入最佳受力点，提高发电效率，制动组件200对发电机轴进行缓速制动，保护风机；固定杆101与伸缩杆102滑动套接改变风电垂直高度，转动件103提供转动力，通过转动件103上手动转动带动齿轮件104转动，齿轮件104与伸缩杆102相啮合，齿轮件104转动能够带动伸缩杆102上下移动；自锁件105采用单向棘轮，使转动件103能够自锁，在伸缩杆102升高到一定高度时锁止。套筒201 套接在发电机轴上，发电机轴转动时会提高套筒201垂直高度，使其上移，套筒201上移抬起感应环202，使感应环202进入电磁线圈203内，在发电时电磁线圈203不需要通电，不产生磁场，需要停机时将电磁线圈203通电，电磁线圈203产生磁场，通过磁力对感应环202进行制动缓速，感应环202设置在发电机轴上仅能改变垂直高度，无法进行水平转动。
使用过程中，转动手摇杆103a，带动转动杆103b进行转动，转动方向与棘轮103c方向相同，卡扣105b不与棘轮103c卡死，搭扣105c此时被不断抬起；第一齿轮103d转动带动第二齿轮104b旋转，第二转动杆104a开始转动带动第三齿轮104c，第三齿轮104c与卡槽102a啮合，抬起伸缩杆102；松开手摇杆103a后，卡扣105b与棘轮103c卡死，搭扣105c保证卡扣105b与棘轮103c 贴合；转动杆103锁死，保持伸缩杆102高度不变；需要降低时，按下压板105e，将卡扣105b抬起，与棘轮103c分离，伸缩杆102由于自身重力自动下降高度，松开压板105e即可再次锁死，再次升高只需重复以上步骤。
实施例2
参照图4，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：所述套筒201底部对称开设有开口201a，所述风力发电机垂直转动轴上对称设置有横轴201b，所述横轴201b与所述开口201a相抵。所述感应环202套接于风力发电机垂直转动轴上，且其与所述套筒201相抵。所述电磁线圈203设置于所述感应环202外，且其不与所述感应环202接触。所述感应环202顶部还设置有挡板202a和弹簧202b。所述弹簧202b设置于所述挡板202a和感应环 202之间。
相较于实施例1，进一步的，套筒201套接在发电机轴上，并与感应环202 相抵，用于推动感应环202，使感应环202进入电磁线圈203产生阻力使其带动发电机轴缓速停止，对发电机轴进行制动；弹簧202b与挡板202a能够配合对感应环202进行复位。
套筒201底部对称开设有开口201a，横轴201b与开口201a卡合，发电机轴转动时，横轴201b不断推动套筒201，使其向上移动，带动感应环202上移，当发电机组发电时电磁线圈203不通电，不产生磁场，制动时对电磁线圈203 通电，使其产生磁场，对感应环202进行制动，通过电磁力改变发电机轴转速，降速更加平缓，保护风机。
其余结构与实施例1的结构相同。
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)
1.一种自由升降风力发电制动装置，其特征在于：包括，
升降组件(100)，设置于风力发电机杆部，包括固定杆(101)、与所述固定杆(101)滑动连接的伸缩杆(102)、设置于所述固定杆(101)上的转动件(103)、与所述转动件(103)啮合的齿轮件(104)和自锁件(105)；
制动组件(200)，设置于风力发电机垂直转动轴上，包括套接于转动轴上的套筒(201)、套接于所述套筒(201)外的感应环(202)、套接于所述感应环(202)外的电磁线圈(203)。
2.如权利要求1所述的自由升降风力发电制动装置，其特征在于：所述伸缩杆(102)上均匀开设有卡槽(102a)。
3.如权利要求2所述的自由升降风力发电制动装置，其特征在于：所述转动件(103)包括手摇杆(103a)、与所述手摇杆(103a)固定连接的转动杆(103b)、设置于所述转动杆(103b)上的棘轮(103c)和第一齿轮(103d)；所述转动杆(103b)贯穿所述固定杆(101)，所述棘轮(103c)和第一齿轮(103d)分别设置于所述伸缩杆(102)两侧。
4.如权利要求3所述的自由升降风力发电制动装置，其特征在于：所述齿轮件(104)包括第二转动杆(104a)、设置于所述第二转动杆(104a)上的第二齿轮(104b)和第三齿轮(104c)，所述第二转动杆(104a)贯穿所述固定杆(101)，所述第二齿轮(104b)与第一齿轮(103d)啮合，所述第三齿轮(104c)与所述卡槽(102a)啮合。
5.如权利要求4所述的自由升降风力发电制动装置，其特征在于：所述自锁件(105)包括横杆(105a)、设置于所述横杆(105a)上的卡扣(105b)、设置于所述卡扣(105b)上的搭扣(105c)，所述卡扣(105b)延伸方向与所述棘轮(103c)方向相反，所述搭扣(105c)上还设置有扭簧(105d)，所述扭簧(105d)自然状态下呈张开状态；所述卡扣(105b)与横杆(105a)转动连接，且其另一端还设置有压板(105e)。
6.如权利要求5所述的自由升降风力发电制动装置，其特征在于：所述套筒(201)底部对称开设有开口(201a)，所述风力发电机垂直转动轴上对称设置有横轴(201b)，所述横轴(201b)与所述开口(201a)相抵。
7.如权利要求6所述的自由升降风力发电制动装置，其特征在于：所述感应环(202)套接于风力发电机垂直转动轴上，且其与所述套筒(201)相抵。
8.如权利要求7所述的自由升降风力发电制动装置，其特征在于：所述电磁线圈(203)设置于所述感应环(202)外，且其不与所述感应环(202)接触。
9.如权利要求8所述的自由升降风力发电制动装置，其特征在于：所述感应环(202)顶部还设置有挡板(202a)和弹簧(202b)。
10.如权利要求9所述的自由升降风力发电制动装置，其特征在于：所述弹簧(202b)设置于所述挡板(202a)和感应环(202)之间。
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2022
- 2022-06-09 CN CN202210653086.2A patent/CN115263664A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
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| TWI844346B (zh) | 2023-04-26 | 2024-06-01 | 敦洋科技股份有限公司 | 扇葉的阻力調整方法 |
| CN116480524A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-07-25 | 上海鸿道智能科技有限公司 | 便携式风力发电机 |
| CN116480524B (zh) * | 2023-04-27 | 2024-02-06 | 上海鸿道智能科技有限公司 | 便携式风力发电机 |
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