CN201696216U - 风力发电机侧偏调速装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机侧偏调速装置，包括风力发电机尾杆、尾板，尾板通过与其固接的尾板支撑轴转动安装在尾杆的尾端，所述的尾杆前部安装有超出额定风速时驱动所述的尾板摆动的风动机构。本实用新型由于在尾杆的尾端可转动的安装有尾板，尾杆前部安装有驱动尾板摆动的风动机构，当风力发电机运行时遇到超出额定风速的大风时，风动机构就会带动尾板递进侧偏，在气流的作用下风力发电机的风轮就会偏离对风方向，叶片风轮转速就会降低，直至顺桨停机。当风速小于额定风速时，风动机构就会带动尾板复位，使风力发电机的风轮对正风向正常运行。

Description

风力发电机侧偏调速装置
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电装置，尤其是一种超出额定风力后能自动侧偏平稳调速的风力发电机侧偏调速装置。
背景技术
风能是取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源。由于它在可再生能源中，最能实现规模化和产业化，所以得到全世界人类的普遍重视和应用。而风力发电机是实现风力发电的重要设备，风力发电机在不同的风况中运行，当遇到超出额定风速的大风时如果没用可靠有效的调速限速装置，就会出现风轮飞速运转，直接对风电机造成严重危害，所以风电机的调速装置是关系风电机是否生存的关键机构。大型风力发电机的调速装置使用计算机控制系统，因造价昂贵无法推广到中小风机上来，目前中小型风电机多数采用尾杆或尾板侧偏调速，最大的弱点是出现阵摆，因为其基本原理是较强的风速将风轮压偏离主风方向，当尾板把它校回到对准主风向时，风轮又出现再次飞车超速，这样的恶性循环对风电机极为不利。虽然也有少数的机械变桨调速装置，但因制造难度大，调整数据不精确难以推广应用。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种性能可靠、结构简单、运行安全、造价低廉的风力发电机侧偏调速装置。
为解决上述技术问题，本实用新型包括风力发电机尾杆、尾板，其结构特点是所述的尾板通过与其固接的尾板支撑轴转动安装在尾杆的尾端，所述的尾杆前部安装有驱动所述的尾板摆动的风动机构。
所述的风动机构包括安装在尾杆前端的轴承座，轴承座中安装有立轴，立轴的顶部均布安装有支撑杆，每一支撑杆的端部设有风杯，所述的立轴的下部与所述的尾板支撑轴之间设有拉索机构。
所述的拉索机构包括安装在尾板支撑轴上的横杆，横杆的一端通过第一拉索与所述的立轴连接，所述的横杆的另一端所对应的尾杆上设有拉索支撑件，拉索支撑件中穿装有第二拉索，所述的第二拉索的下端系有重锤，所述的第二拉索的上端与所述的横杆的另一端连接。
所述的立轴的下部安装有拉索轮，所述的第一拉索与所述的拉索轮连接。
所述的尾杆尾部设有轴套，所述的尾板支撑轴转动安装在轴套中，所述的尾板支撑轴的下端伸出所述的轴套，所述的横杆安装在尾板支撑轴的下端。
所述的风动机构包括安装在尾杆前端的轴承座，轴承座中安装有立轴，立轴的顶部均布安装有支撑杆，每一支撑杆的端部设有风杯，所述的立轴的下部与所述的尾板支撑轴之间设有齿杆连动机构。
所述的齿杆连动机构包括固定安装在立轴上的齿轮及固定安装在尾板支撑轴上的摆臂，在齿轮与摆臂之间设有齿条拉杆，齿条拉杆的一端与所述的摆臂的自由端铰接，齿条拉杆的另一端与所述的齿轮啮合，在所述的立轴上铰装有将所述的齿条拉杆啮合在齿轮上的齿轮齿条啮合件，在所述的尾板支撑轴的下端设有使尾板趋向顺风方向的扭簧。
所述的尾杆尾部设有轴套，所述的尾板支撑轴转动安装在轴套中，所述的尾板支撑轴的下端伸出所述的轴套，所述的扭簧安装在尾板支撑轴的下端。
采用上述结构后，由于在尾杆的尾端可转动的安装有尾板，尾杆前部安装有驱动尾板摆动的风动机构，当风力发电机运行时遇到超出额定风速的大风时，风动机构就会带动尾板转动，在气流的作用下风力发电机的风轮就会偏离对风方向，叶片风轮转速就会降低，直至顺桨停机；当风速小于额定风速时，风动机构就会带动尾板复位，使风力发电机的风轮对正风向正常运行，从而保证风力发电机安全运行，其性能可靠、结构简单，并且造价低。而风动机构的动力来源实际上是来自由支撑杆、风杯、和立轴组成的垂直轴风轮，垂直轴风轮不分风向，只要有风速就会有旋转推力，所以本装置完全消除了尾板的阵摆现象，进一步保证当风电机运行时遇到超出额定风速的大风时，尾板递进侧偏，当风速小于额定风速时，尾板复位，通过调整风杯的受风截面和支撑杆的长度可获得需要的侧偏参数。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述：
图1为本实用新型一种的结构示意图；
图2为图1俯视的结构示意图；
图3为本实用新型另一种的结构示意图；
图4为图3的A-A结构示意图。
具体实施方式
图1、图2所示的风力发电机侧偏调速装置，包括安装在风力发电机机体4后端的尾杆10，风力发电机机体4通过其回转体20安装在塔杆19上，风力发电机机体4的前端通过其电机轴5安装有轮毂3，轮毂3上安装有叶片2，轮毂3的前端安装有引凤罩1。在尾杆10的尾部设有尾板12，尾板12通过与其固接的尾板支撑轴13转动安装在尾杆10的尾端，尾杆10前部安装有超出额定风速时驱动尾板12摆动的风动机构，该风动机构包括安装在尾杆10前端的轴承座9，轴承座9中安装有立轴8，立轴8的顶部均布安装有支撑杆7，每一支撑杆7的端部设有风杯6，由于风杯6具有单向趋风功能，因此当风力发电机运行时遇到超出额定风速的大风时，立轴8在风杯6的带动下只能单方向转动，通过调整风杯的受风截面和支撑杆的长度可获得需要的侧偏参数。本风动机构的动力来源实际上是来自由支撑杆、风杯、和立轴组成的垂直轴风轮，垂直轴风轮不分风向，只要有风速就会有旋转推力，所以本装置完全消除了尾板的阵摆现象。在立轴8的下部与所述的尾板支撑轴13之间设有拉索机构，该拉索机构包括安装在尾板支撑轴13上的横杆14，横杆14的一端通过第一拉索15与所述的立轴8连接，横杆14的另一端所对应的尾杆10上设有拉索支撑件18，拉索支撑件18中穿装有第二拉索21，第二拉索的下端系有重锤16，第二拉索的上端与横杆14的另一端连接，重锤16重量根据风杯的受风截面和支撑杆的长度及风力发电机的额定风速确定，同时根据风力发电机的额定风速，通过计算可以确定风杯的受风截面和支撑杆的长度以及横杆14与尾杆10之间的初始夹角。在立轴8的下部安装有拉索轮17，前述第一拉索与所述的拉索轮17连接，拉索轮17可以安装在位于轴承座9下方的立轴8上，也可以安装在位于轴承座9上方的立轴8上。前述的尾杆10尾部设有轴套11，尾板支撑轴13转动安装在轴套11中，尾板支撑轴13的下端伸出轴套11，横杆14安装在尾板支撑轴13的下端，当然，横杆14也可以安装在位于轴套11上方的尾板支撑轴13上。
图3、图4所示的风力发电机侧偏调速装置，与前述结构基本相同，不同之处在于该实施例采用了不同的风动机构，该风动机构包括安装在尾杆10前端的轴承座9，轴承座9中安装有立轴8，立轴8的顶部均布安装有支撑杆7，每一支撑杆7的端部设有风杯6，在立轴8的下部与尾板支撑轴13之间设有齿杆连动机构，该齿杆连动机构包括固定安装在立轴8上的齿轮27及固定安装在尾板支撑轴13上的摆臂26，在齿轮27与摆臂26之间设有齿条拉杆22，齿条拉杆22的一端与摆臂26的自由端通过销轴25铰接在一起，齿条拉杆22的另一端与齿轮27啮合，在立轴8上铰装有将齿条拉杆22啮合在齿轮27上的齿轮齿条啮合件23，该齿轮齿条啮合件23呈扁U型，在齿条拉杆22前后移动过程中可以绕立轴8转动，从而保证将齿条拉杆22啮合在齿轮27上，在尾板支撑轴13的下端设有使尾板12趋向顺风方向的扭簧24，扭簧24的一端固定在尾杆10上，另一端固定在尾板支撑轴13上，扭簧24作用在尾板支撑轴13上的力与齿条拉杆22作用在尾板支撑轴13上的力相反。该扭簧24可以使尾板12始终处于顺风状态，当风速超出额定风速时，立轴8在风杯6的带动下只能单方向转动，安装在立轴8上的齿轮27驱动齿条拉杆22运动，并克服扭簧24的扭力，牵动尾板12递进侧偏，风力发电机的风轮就会偏离对风方向，叶片风轮转速就会降低，直至顺桨停机；当风速小于额定风速时，尾板在扭簧24的作用下复位，使风力发电机的风轮对正风向正常运行。

Claims (8)

1.一种风力发电机侧偏调速装置，包括风力发电机尾杆(10)、尾板(12)，其特征是所述的尾板(12)通过与其固接的尾板支撑轴(13)转动安装在尾杆(10)的尾端，所述的尾杆(10)前部安装有驱动所述的尾板(12)摆动的风动机构。
2.根据权利要求1所述的风力发电机侧偏调速装置，其特征是所述的风动机构包括安装在尾杆(10)前端的轴承座(9)，轴承座(9)中安装有立轴(8)，立轴(8)的顶部均布安装有支撑杆(7)，每一支撑杆(7)的端部设有风杯(6)，所述的立轴(8)的下部与所述的尾板支撑轴(13)之间设有拉索机构。
3.根据权利要求2所述的风力发电机侧偏调速装置，其特征是所述的拉索机构包括安装在尾板支撑轴(13)上的横杆(14)，横杆(14)的一端通过第一拉索与所述的立轴(8)连接，所述的横杆(14)的另一端所对应的尾杆(10)上设有拉索支撑件(18)，拉索支撑件(18)中穿装有第二拉索，所述的第二拉索的下端系有重锤(16)，所述的第二拉索的上端与所述的横杆(14)的另一端连接。
4.根据权利要求3所述的风力发电机侧偏调速装置，其特征是所述的立轴(8)的下部安装有拉索轮(17)，所述的第一拉索与所述的拉索轮(17)连接。
5.根据权利要求3或4所述的风力发电机侧偏调速装置，其特征是所述的尾杆(10)尾部设有轴套(11)，所述的尾板支撑轴(13)转动安装在轴套(11)中，所述的尾板支撑轴(13)的下端伸出所述的轴套(11)，所述的横杆(14)安装在尾板支撑轴(13)的下端。
6.根据权利要求1所述的风力发电机侧偏调速装置，其特征是所述的风动机构包括安装在尾杆(10)前端的轴承座(9)，轴承座(9)中安装有立轴(8)，立轴(8)的顶部均布安装有支撑杆(7)，每一支撑杆(7)的端部设有风杯(6)，所述的立轴(8)的下部与所述的尾板支撑轴(13)之间设有齿杆连动机构。
7.根据权利要求6所述的风力发电机侧偏调速装置，其特征是所述的齿杆连动机构包括固定安装在立轴(8)上的齿轮(27)及固定安装在尾板支撑轴(13)上的摆臂(26)，在齿轮(27)与摆臂(26)之间设有齿条拉杆(22)，齿条拉杆(22)的一端与所述的摆臂(26)的自由端铰接，齿条拉杆(22)的另一端与所述的齿轮(27)啮合，在所述的立轴(8)上铰装有将所述的齿条拉杆(22)啮合在齿轮(27)上的齿轮齿条啮合件(23)，在所述的尾板支撑轴(13)的下端设有使尾板(12)趋向顺风方向的扭簧(24)。
8.根据权利要求7所述的风力发电机侧偏调速装置，其特征是所述的尾杆(10)尾部设有轴套(11)，所述的尾板支撑轴(13)转动安装在轴套(11)中，所述的尾板支撑轴(13)的下端伸出所述的轴套(11)，所述的扭簧(24)安装在尾板支撑轴(13)的下端。
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