CN201310437Y - 中小型风力发电机偏航系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了中小型风力发电机偏航系统，包括支撑杆、集电轴、集电座、风力发电机，所述风力发电机，所述风力发电机安装在集电座上，集电轴固定在支撑杆上，所述集电座活动安装在集电轴上，在风力发电机头部安装有叶片，尾部安装有风向舵，其还包括一驱动所述风力发电机以及集电座绕集电轴进行360度旋转的偏航驱动机构；一安装于风力发电机上，用以检测风力发电机转速的转速检测装置；一接受所述转速检测装置输出的转速信号并计算处理，根据处理的结果控制所述偏航驱动机构动作的控制装置。本实用新型能够根据风向和风速自动调节偏航，且具有结构简单的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电机，特别涉及中小型风力发电机偏航系统。
背景技术
风力发电机是利用风进行发电的，风是一种自然能源，也是一种新型能源，清洁无污染，能够有效地利用风能源，可以给人们造福。然而由于风速的不稳定性，给风力发电机带来一定的困难。当风速在发电机的额定转速之内时，发电机会以一定的速度运转，正常进行发电；当风速高于风力发电机额定转速时，风力发电机会超速运转，在此高风速状况下，使发电机长时间超载工作，发电机将会烧毁后不能正常工作。
为了解决当风速高于风力发电机额定转速时，风力发电机会超速运转问题，通常需要在风力发电机上设置偏航控制系统，以调节风力发电机的迎风夹角α。中小型风力发电机偏航系统的主要作用是：当风向或风力发生变化时对风力发电机的机舱进行偏航。现有的偏航机构有各式各样的，但都普遍存在着实现自动偏航调节，同时偏航机构也比较复杂。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种能自动调节偏航、结构简单的中小型风力发电机偏航系统，当风速偏高时，能使发电机的转速控制在额定转速的范围内运转，保证其正常工作。
为了解决上述问题本实用新型的技术方案是这样的：
中小型风力发电机偏航系统，包括支撑杆、集电轴、集电座、风力发电机，所述风力发电机，所述风力发电机安装在集电座上，集电轴固定在支撑杆上，所述集电座活动安装在集电轴上，在风力发电机头部安装有叶片，尾部安装有风向舵，其特征在于，还包括：
一驱动所述风力发电机以及集电座绕集电轴进行360°旋转的偏航驱动机构；
一安装于风力发电机上，用以检测风力发电机转速的转速检测装置；
一接受所述转速检测装置输出的转速信号并计算处理，根据处理的结果控制所述偏航驱动机构动作的控制装置。
在本实用新型中，偏航驱动机构包括偏航电机、减速箱、相互啮合的大、小齿轮，所述偏航电机固定于所述集电座上并随集电座一起旋转，偏航电机的动力输出端接减速箱的动力输入端，减速箱的动力输出轴固定有小齿轮，大齿轮固定在支撑轴上。
在本实用新型中，所述控制装置安装在所述集电座上。所述转速检测装置包括传感器和测速片。
由于采用了如上的技术方案，本实用新型能够根据风向和风速自动调节偏航，且具有结构简单的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；
图1为本实用新型中小型风力发电机偏航系统的侧面结构示意图。
图2为本实用新型中小型风力发电机偏航系统的正面结构示意图。
图3为图1的I处放大图。
图4为图2的Ia处放大图。
图5为本实用新型风力发电机工作状态示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参看图1至图4，中小型风力发电机偏航系统，包括支撑杆1、集电轴3、集电座10、风力发电机14、偏航驱动机构、转速检测装置、控制装置18，其中偏航驱动机构包括偏航电机8、减速箱6、相互啮合的大、小齿轮2、4，转速检测装置包括传感器11和测速片12。
支撑杆1用以支撑整个风力发电系统，在支撑杆1的顶端固定有一集电轴3和用以安装大齿轮2的法兰盘，大齿轮2通过螺栓和螺母固定在法兰盘上且大齿轮的圆心与集电座10的旋转中心同心。
在大齿轮外包覆有齿轮前罩16和齿轮后罩17，其中齿轮前罩17用螺丝加加平垫圈及弹簧垫圈固定在集电座10上，齿轮后罩17用螺丝与齿轮前罩16相连接固定。
集电座10采用轴承支撑在集电轴3上并可绕集电轴3的中心作360°旋转。风力发电机14安装在集电轴3上，在风力发电机14的前端设置有叶片13，尾端设置有风向舵15。
偏航电机8与减速箱6相连接成一部件，偏航电机8的动力输出端接减速箱的动力输入端，减速箱6的动力输出轴用键销连接有小齿轮4。偏航电机固位板5用内六角螺丝9加平垫圈及弹簧垫圈固定在集电座10上。偏航电机8与减速箱6同时用螺丝7加平垫圈及弹簧垫圈和六角螺母固定在偏航电机固位板5上，这样偏航电机8能随集电座10进行360°旋转。
控制装置18为本领域技术所熟知的，其采用螺丝安装在集电座10上，该控制装置18的信号输入端与转速检测装置中的传感器11和测速片12连接，控制装置18的控制端连接偏航电机8，控制偏航电机8动作。传感器11和测速片12为市售产品。
本实用新型的工作原理是：当自然风吹向叶片13，叶片风轮的迎风面首风的作用转动，带动风力发电机14的转子转动，达到切入转速时，风力发电机14开始发电。
当外界的风速在风力发电机14的额定转速之内时，风力发电机14的转速也就在额定转速之内，此时传感器11、测速片12是无信号输出给控制装置18，偏航电机8处在不工作状态，风向舵15是控制风力发电机14叶片风轮的迎风面始终迎着自然风的风向，风力发电机14即按原有的状态工作，随着风速的不断加强发电机逐渐达到额定转速。
当外界的风速高于风力发电机14的额定转速时，此时风力发电机14在狂风的带动下其转速也就高于额定转速，传感器11、测速片12测得风力发电机14的转速高于额定转速时，传感器11输出启动信号与控制装置18来驱动偏航电机8转动，通过减速箱6再带动小齿轮4转动沿着大齿轮2的圆周作旋转，由于集电座10能绕集电轴3作360°旋转，此时集电座10带动风力发电机14一起旋转，风速越高夹角α随着增大(参见图5)，这时叶片风轮受自然风力发生变化，风力发电机14的转速产生降低的变化，始终控制在额定转速之内。
当风速逐渐降低使风力发电机14转速低于额定转速时，传感器11、测速片12测得风力发电机14的转速低于额定转速时，输出停止信号于控制装置18，控制装置18使偏航电机8停止转动。在风向舵15的控制下，叶片风轮又回到叶片风轮的迎风面迎着自然风的风向，叶片风轮的迎风面与自然风的风力开始偏风向产生夹角α＝0，风力发电机14是按原有的状态工作。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.中小型风力发电机偏航系统，包括支撑杆、集电轴、集电座、风力发电机，所述风力发电机，所述风力发电机安装在集电座上，集电轴固定在支撑杆上，所述集电座活动安装在集电轴上，在风力发电机头部安装有叶片，尾部安装有风向舵，其特征在于，还包括：
一驱动所述风力发电机以及集电座绕集电轴进行360°旋转的偏航驱动机构；
一安装于风力发电机上，用以检测风力发电机转速的转速检测装置；
一接受所述转速检测装置输出的转速信号并计算处理，根据处理的结果控制所述偏航驱动机构动作的控制装置。
2.根据权利要求1所述的中小型风力发电机偏航系统，其特征在于，所述偏航驱动机构包括偏航电机、减速箱、相互啮合的大、小齿轮，所述偏航电机固定于所述集电座上并随集电座一起旋转，偏航电机的动力输出端接减速箱的动力输入端，减速箱的动力输出轴固定有小齿轮，大齿轮固定在支撑轴上。
3.根据权利要求1或2所述的中小型风力发电机偏航系统，其特征在于，所述控制装置安装在所述集电座上。
4.根据权利要求1或2所述的中小型风力发电机偏航系统，其特征在于，所述转速检测装置包括传感器和测速片。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103047083A (zh) * | 2012-12-22 | 2013-04-17 | 广州红鹰能源科技有限公司 | 一种侧偏式风力发电机及工作方法 |
| EP2620644B1 (en) | 2012-01-30 | 2015-06-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Improvements to a wind turbine assembly |
| CN106286100A (zh) * | 2016-10-09 | 2017-01-04 | 深圳市安思科电子科技有限公司 | 一种具有自保护能力的水力发电装置 |
| CN112177861A (zh) * | 2020-08-28 | 2021-01-05 | 盐城工学院 | 一种风力发电机运维系统 |
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2008
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