CN201339544Y - 带拨动装置的被动变桨风力发电机 - Google Patents

带拨动装置的被动变桨风力发电机 Download PDF

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Abstract

本实用新型所设计的带拨动装置的被动变桨风力发电机,它包括风叶、风叶连接柄、轮毂辐管、曲柄、同步盘、电机轴、拉杆、机体和发电机,风叶安装在风叶连接柄上,风叶连接柄通过轴承与轮毂辐管相连接,风叶连接柄的根部与曲柄相连接,曲柄通过连动结构与同步盘相连接,同步盘上连接有拉杆,风叶连接柄上安装有离心锤,拉杆一端可设有弹簧压盖,电机轴与弹簧压盖之间设有弹簧,弹簧内设有阻尼器,拉杆后面设有拨动装置,具有强制主动变桨功能,本产品结构简单,稳定性好,变桨效果明显,通过风力发电机自身旋转时对离心锤所产生离心力,来控制调节风轮叶柄的角度,提高了风力发电机的效率、安全性和稳定性。

Description

带拨动装置的被动变桨风力发电机
技术领域
本实用新型专利涉及一种风力发电机,特别是一种带拨动装置的被动变桨风力发电机。
背景技术
现今社会,不可再生能源日趋减少,能源问题日益严重,而风能作为取用不尽、绿色环保的可再生能源有着良好的发展前景,是我国当前新能源和可再生能源实施利用的主要方向。在风力发电中,由于自然界的风速变化无常,为了获取最大的风能,达到最大利用效果,往往采用变桨技术,将风叶与迎风面的夹角调整到最佳状态。该技术由于其低风启动,大风限速的优点,提高了风力发电机在各种天气情况下的工作性能,因此在风力发电的应用中越来越广泛。 但是由于目前的采用机械控制的变桨装置,结构比较复杂,传动性能不稳定, 制造成本较高,采用电气控制的,在恶劣的天气情况下稳定性较差,故障率较高,当被动变桨功能失效后,人工调节能力很差,给风力发电机带来了相当大的影响。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种结构简单、稳定性好、可人工变桨的带拨动装置的被动变桨风力发电机。
为了达到上述目的,本实用新型所设计的带拨动装置的被动变桨风力发电机,它包括风叶、风叶连接柄、轮毂辐管、曲柄、同步盘、电机轴、拉杆、机体和发电机,风叶安装在风叶连接柄上,风叶连接柄通过轴承与轮毂辐管相连接,风叶连接柄与轮毂辐管可以相对转动,风叶连接柄的根部与曲柄相连接,曲柄通过连动结构与同步盘相连接,该连动结构将风叶连接柄和曲柄的回转运动转化为同步盘的往复运动,同步盘上连接有拉杆,风叶连接柄上安装有离心锤,
离心缍可通过特定的连接结构选择安装在风叶连接柄上的角度,当安装完成后风叶连接柄与离心锤为固定连接,离心锤会随着安装在风叶连接柄上的风叶一起转动,由此产生的离心力驱使离心锤带动风叶连接柄及风叶相对轮毂辐管转动,从而自动将风叶与迎风面的夹角调整到最佳状态,使得风力发电机风轮低风时处在最佳启动角,额定风速时保持在最佳迎风角位置,大风时能始终将风力发电机转速控制在额定转速以内。拉杆一端可设有弹簧压盖,电机轴与弹簧压盖之间设有弹簧,弹簧内设有阻尼器,风叶的角度依靠弹簧的弹力自动复位, 弹簧的压縮及复位受到了阻尼器的限制,可消除风速过快变化导致频繁变桨带来的振动,从而达到了更平稳被动变桨的目的。拉杆后面设有拨动装置,拨动装置具有人工千涉,强制主动变桨的功能,可通过拨动装置调节风叶迎风面与风轮旋转盘面间的角度,在低风或无风的情况下可根据实际情况调节风叶的起始角度以获得最佳迎风角,在台风天或被动变桨失效的情况下可以实施强制主动变桨,保证风力发电机的安全,在实际工作中有需要的时候也可通过拨动装置调节风叶角度,拨动装置可包括去转动块、拨动臂、支架、钢丝绳、滑轮、旋转环、电动绞盘,电动绞盘30的控制分自动模式和手动模式两种,通常情况下采用自动模式,有需要的时候可手动操作电动绞盘。安装在拉杆末端的去转动块后端设有拨动臂,拨动臂通过支架安装在机体上,并通过钢丝绳和安装在机体上的滑轮与旋转环相连接,旋转环通过钢丝绳与电动绞盘相连接,通过电动绞盘调节钢丝绳带动拨动臂动作,拨动臂可推动拉杆末端的去转动块完成对风叶角度的调节。发电机上设有信号输出线与控制器连接,控制器与电动绞盘电连接,在自动模式时控制器根据发电机的电压信号自动控制电动绞盘,实施强制变桨功能,在手动模式可通过手动控制电动绞盘实施强制变桨。离心锤上可设有一个以上的第一安装孔,通过安装片安装在风叶连接柄上,第一安装孔和安装片上的第二安装孔通过螺栓配合连接。 一般情况下离心锤上设置六至八个第一安装孔,通过在离心锤上不同位置的第一安装孔和风叶连接柄上第二安装孔之间的配合连接,可调节离心锤在风叶转动时产生的离心力。离心锤也可包括可调节的加工螺母、标准螺母和螺杆,可调节的加工螺母与标准螺母并紧安装在螺杆上,通过内螺纹安装片安装在风叶连接柄上,可通过可调节的加工螺母在螺杆上的位移距离来调节离心锤所产生离心力的大小。
本实用新型所得到的带拨动装置的被动变桨风力发电机,其变桨装置的结构简单,稳定性好,变桨效果明显,通过风力发电机自身旋转时对离心锤所产生离心力,来控制调节风轮叶柄的角度,使得风力发电机风轮低风时处在最佳启动角,额定风速时保持在最佳迎风角位置,大风时能始终将风力发电机转速控制在额定转速以内,限制发电机造成过载;在台风天或被动变桨失效的情况下可通过拨动装置实施强制主动变桨,提高了风力发电机的安全性和稳定性。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图;图2是本实用新型实施例1的带拨动装置的被动变桨风力发电机的左视图;图3是本实用新型实施例2的带拨动装置的被动变桨风力发电机的左视图;图4是本实用新型实施例1低风时风叶位置示意图;图5是本实用新型实施例1额定风速时风叶位置示意图;图6是本实用新型实施例1大风时风叶位置示意图。
图中:1、风叶2、风叶连接柄3、轮毂辐管4、曲柄5、同步盘6、电机轴7、拉杆8、轴承9、离心锤10、弹簧压盖11、弹簧12、阻尼器13、可调节的加工螺母14、标准螺母15、螺杆16、安装块17、内螺纹安装块18、 风轮旋转盘面19、风叶迎风面20、连杆22、机体23、拨动装置24、去转动块25、拨动臂26、支架27、钢丝绳28、滑轮29、旋转环30、电动绞盘31、第一安装孔。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。 实施例1
如图1、 2所示,本实施例所描述的带拨动装置的被动变桨风力发电机,它包括风叶l、风叶连接柄2、轮毂辐管3、曲柄4、同步盘5、电机轴6、拉杆7、 机体22和发电机,风叶1安装在风叶连接柄2上,风叶连接柄2通过轴承8与轮毂辐管3相连接,可以相对转动。风叶连接柄2的根部与曲柄4采用键连接, 曲柄4通过三根连杆20与六只关节轴承组成的连动结构与同步盘5连接,从而使风叶连接柄2的回转运动转化为同步盘5的往复运动。同步盘5与穿过空心的电机轴6的拉杆7采用平健配合,在拉杆7上设有螺栓固定拉杆7与同步盘 5。离心锤9通过安装块16安装在风叶连接柄2上,离心锤9与轮毂辐管3成 90度。在拉杆7—端设有弹簧压盖10,电机轴6与弹簧压盖10之间设有弹簧 11,弹簧ll内设有阻尼器12,风叶l的角度依靠弹簧ll的弹力自动复位,弹簧11的压縮及复位受到了阻尼器12的限制,可消除风速过快变化导致频繁变桨带来的振动,从而达到了更平稳被动变桨的目的。拉杆7后面设有拨动装置 23,拨动装置23具有人工干涉,强制主动变桨的功能,可通过拨动装置23调节风叶迎风面19与风轮旋转盘面18间的角度,在低风或无风的情况下可根据实际情况调节风叶1的起始角度以获得最佳迎风角,在台风天或被动变桨失效的情况下依然可以保证风力发电机的安全,在实际工作中有需要的时候也可通过拨动装置23调节风叶1角度,拨动装置23可包括去转动块24、拨动臂25、 支架26、钢丝绳27、滑轮28、旋转环29、电动绞盘30,电动绞盘30的控制分自动模式和手动模式两种,通常情况下采用自动模式,有需要的时候可手动操作电动绞盘。安装在拉杆7末端的去转动块24后端设有拨动臂25,拨动臂 25通过支架26安装在机体22上,并通过钢丝绳27和安装在机体22上的滑轮 28与旋转环29相连接,旋转环29通过钢丝绳27与电动绞盘30相连接,通过电动绞盘30调节钢丝绳27带动拨动臂25动作,拨动臂25可推动拉杆7末端的去转动块24完成对风叶1角度的调节。发电机上设有信号输出线与控制器连接,控制器与电动绞盘30电连接,在自动模式时控制器根据发电机的电压信号自动控制电动绞盘,实施强制变桨功能,在手动模式可通过手动控制电动绞盘实施强制变桨,可手动停车也可电动停车。离心锤9上设有六个的第一安装孔 31,第一安装孔31和窣装块16上的第二安装孔通过螺栓配合连接。使用时通过调节不同位置的第一安装孔31与安装块16上的第二安装孔配合连接,来调节离心锤9的离心作用力。
实施例2如图3所示,本实施例所描述的带拨动装置的被动变桨风力发电机,是将实施例1中的离心锤9结构改为由可调节的加工螺母13、标准螺母14和螺杆 15组成,可调节的加工螺母13与标准螺母14并紧于螺杆15上,风叶连接柄2 上安装有内螺纹安装块17,离心锤9上的螺杆15通过螺纹连接在内螺纹安装块17上,并通过固定螺母并紧。可通过可调节的加工螺母13在螺杆15上的位移距离来调节离心锤9所产生离心力的大小。
本带拨动装置的被动变桨风力发电机在使用时,如图4所示,当风速在切入风速以下时,由于风轮的转速只有几转/分,离心锤9的离心力的作用很小,故风叶1没有发生变桨,此时离心锤9与风轮旋转盘面18夹角很大,风叶迎风面19 与风轮旋转盘面18夹角bl,叶片角度在最佳启动角位置;当风速在切入风速与额定风速之间时,风轮的转速开始增加接近额定转速,这时风叶1由于离心锤9离心力的作用开始变桨,风叶迎风面19与风轮旋转盘面18渐趋重合,如图5所示,与风向垂直,使得风叶1趋近最佳迎风角位置;如图6所示,当风速超过额定风速时,风叶在离心锤9的的带动下进一步变桨,随转速的升高直至风叶l角度后掠,风叶迎风面19与风轮旋转盘面18形成副角b2,从而产生反向旋转力矩来阻止风轮转速的进一步升高,将风轮转速始终控制在额定转速以内,从而达到大风限速的目的;在台风天或被动变桨失效的情况下,控制器根据发电机的电压信号自动控制电动绞盘,实施强制变桨功能,也可通过手动模式控制电动绞盘,通过电动绞盘30调节钢丝绳27带动拨动臂25动作,拨动臂25通过推动去转动块24和拉杆7使同步盘5产生位移从而产生变桨,使得风叶l处于副角,限制风轮转动,保证风力发电机的安全。

Claims (5)

1. 一种带拨动装置的被动变桨风力发电机,它包括风叶(1)、风叶连接柄(2)、 轮毂辐管(3)、曲柄(4)、同步盘(5)、电机轴(6)、拉杆(7)、机体(22) 和发电机,风叶(1)安装在风叶连接柄(2)上,风叶连接柄(2)通过 轴承(8)与轮毂辐管(3)相连接,风叶连接柄(2)的根部与曲柄(4) 相连接,曲柄(4)通过连动结构与同步盘(5)相连接,同步盘(5)与 穿过电机轴(6)的拉杆(7)相连接,其特征是所述的风叶连接柄(2) 上安装有离心锤(9),拉杆(7) —端设有弹簧压盖(10),电机轴(6) 与弹簧压盖(10)之间设有弹簧(11),弹簧(11)内设有阻尼器(12), 拉杆(7)后面设有拨动装置(23)。
2. 根据权利要求1所述的带拨动装置的被动变桨风力发电机,其特征是所述 的拨动装置(23)包括去转动块(24)、拨动臂(25)、支架(26)、钢丝 绳(27)、滑轮(28)、旋转环(29)、电动绞盘(30),安装在拉杆(7) 末端的去转动块(24)后端设有拨动臂(25),拨动臂(25)通过支架(26) 安装在机体(22)上,并通过钢丝绳(27)和安装在机体(22)上的滑轮 (28)与旋转环(29)相连接,旋转环(29)通过钢丝绳(27)与电动绞 盘(30)相连接,发电机上设有信号输出线与控制器连接,控制器与电动 绞盘(30)电连接。
3. 根据权利要求1或2所述的带拨动装置的被动变桨风力发电机,其特征是 所述的离心锤(9)包括可调节的加工螺母(13)、标准螺母(14)和螺杆 (15),可调节的加工螺母(13)与标准螺母(14)并紧安装在螺杆(15) 上。
4. 根据权利要求1或2所述的带拨动装置的被动变桨风力发电机,其特征是 所述的离心锤(9)上设有一个以上的第一安装孔(31),第一安装孔(31) 和风叶连接柄(2)上的第二安装孔通过螺栓配合连接。
5. 根据权利要求3所述的带拨动装置的被动变桨风力发电机,其特征是所述 的离心锤(9)上设有一个以上的第一安装孔(31),第一安装孔(31)和 安装块(16)上的第二安装孔通过螺栓配合连接。
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