CN202023693U - 一种永磁直驱风力发电机的自动变桨装置 - Google Patents
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Abstract
一种永磁直驱风力发电机的自动变桨装置；包括飞轮[1]、离心锤[8]、齿条[7]、齿轮[3]、伞齿轮[6]和变桨伞齿轮[9]，与发电机同轴的飞轮[1]上，圆周三等分处，分别轴向套孔活动连接离心锤[8]，离心锤锤头紧贴飞轮[1]圆周外沿，径向套孔活动连接的离心锤[8]锤柄下端连接齿条[7]，飞轮上同径圆周三等分处，设置与飞轮一体的轴座，轴座上轴接同轴的齿轮[3]和伞齿轮[6]，齿轮与离心锤锤柄下端齿条啮合，同轴伞齿轮与桨叶根部变桨伞齿轮[9]啮合，离心锤锤柄与飞轮间拉簧[12]相连。本实用新型具有设计简约，结构简单，自动调整风机桨叶的迎风角，使风机桨叶获得基本恒定的风能，发电机在预设的额定转速下稳定运行，可减少故障，节省制造成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种永磁直驱风力发电机的自动变桨装置。
背景技术
永磁直驱风力发电机是一种三叶片低转速运行的风力发电装置，它的额定转速在20r/min，工作转速范围2＝20r/min，所以对风电场工作风速范围要求在3＝25m/s内，设计最佳额定风速12m/s，当风速大于额定风速，小于工作风速范围上限时，可以以变桨技术措施，改变风叶的迎风角，使发电机转速仍保持在额定转速上下，风速大于工作风速范围上限时，就需要采取刹车技术措施使风力发电机切出工作状态，以免发生毁机事故。目前风力发电机的变桨技术措施和刹车技术措施都是以变桨电机和刹车电机根据风速的传感信息，开启变桨电机或刹车电机，实现风叶的强制变桨。这种变桨装置需要在风力发电机的轮毂仓内布置三个变桨电机以及电机工作所必备的供电电路，在风力发电机长时间的工作周期内，很难避免变桨电机有发生故障的可能，特别是电路部分，一旦发生故障，就会产生停机事故花费巨额维修费用，另外，变桨电机由于需要长时间稳定安全可靠地工作，质量要求很高，价格不菲，这就相对提高了风力发电机机组的总体制造成本。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的不足，提供一种不需要外电源的永磁直驱风力发电机的自动变桨装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种永磁直驱风力发电机的自动变桨装置；包括飞轮、离心锤、齿条、齿轮、伞齿轮和变桨伞齿轮，与发电机同轴的飞轮上，圆周三等分处，分别轴向套孔活动连接离心锤，离心锤锤头紧贴飞轮圆周外沿，轴向套孔活动连接的离心锤锤柄下端连接齿条，飞轮上同径圆周三等分处，设置与飞轮一体的轴座，轴座内轴接齿轮，齿轮和伞齿轮同轴，齿轮与离心 锤锤柄下端齿条啮合，同轴伞齿轮与桨叶根部变桨伞齿轮啮合，离心锤锤柄与飞轮间拉簧连接。
所述的连柄离心锤锤头内侧圆弧与飞轮外侧圆弧相吻合。
所述的飞轮与离心锤径向外测，发电机外壳延伸一体环状护罩。
所述的发电机外壳延伸一体环状护罩圆周边沿与固定在主轴2上的导流罩圆周边沿滑动连接。
本发明的一种永磁直驱风力发电机的自动变桨装置，使用前将桨叶设置为最大迎风角，预先调整离心锤锤柄与飞轮间拉簧的拉力，使离心锤锤柄与飞轮间拉簧的拉力等于风力发电机额定转速时离心锤产生的离心力。风力发电机工作状态时，当风力过大，发电机转速大于额定转速时，离心锤的离心力大于拉簧的拉力，离心锤锤柄在飞轮套孔约束下，沿飞轮径向向上移动，离心锤锤柄下端的齿条与定位在飞轮轴座内轴接的齿轮啮合，齿条拉动齿轮转动，与齿轮同轴的伞齿轮与桨叶根部变桨伞齿轮啮合，伞齿轮传动变桨伞齿轮，传动桨叶根部转动，实现桨叶转动减小迎风角的变桨目的，变桨后桨叶迎风角减小，风力发电机转速减低，与发电机同轴的飞轮转速减小，离心锤离心力减小，当拉簧的拉力大于离心锤离心力时，离心锤锤柄下端的齿条反向转动啮合的齿轮并传动桨叶根部变桨伞齿轮，桨叶迎风角增大，使风力发电机的转速稳定在预设的额定转速上下，达到自动变桨调整桨叶迎风角，在风速不稳定的情况下，发电机依然在预设的额定转速下稳定运行。
本实用新型的永磁直驱风力发电机的自动变桨装置具有设计简约，结构简单，可以根据风力发电机工作状态时，风场风力大小变动，自动调整风机桨叶的迎风角，从尔使风机桨叶获得基本恒定的风能，使风机在预先设定的额定转速上下稳定，可靠，安全运转。本发明的自动变桨装置不需要变桨电机，也省略了为电机工作配置的供电系统，避免电机的电器故障和电路故障。降低生产制造成本和风力发电机长期运行中的维修成本。
附图说明
图1为本实用新型的单个变桨装置结构横剖视图。
图2为本实用新型的单个变桨装置结构纵剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1、图2所示，一种三叶片永磁直驱风力发电机的单个自动变桨装置，飞轮1固定在发电机4与机头桨叶5之间的主轴2上，飞轮1圆周三等分处，分别设置径向套孔，套孔孔径与离心锤8锤柄滑动吻合，离心锤8锤柄分别套接在飞轮1的套孔内，离心锤8锤头内侧与飞轮1圆周外沿吻合，离心锤8锤柄下端固定连接齿条7，飞轮1同径圆周三等分处分别设置轴承座，轴承座内轴接齿轮3，锤柄下端的齿条7与齿轮3啮合，轴承座外的伞齿轮6与齿轮3同轴，伞齿轮6与桨叶根部变桨伞齿轮9啮合，发电机4外壳延伸一体的环状护罩10，罩护护罩10下的飞轮1和连柄离心锤8，固定在主轴2上的导流罩11圆周边沿与护罩10圆周边沿滑动连接，离心锤8与飞轮1之间以拉簧12连接，使连柄离心锤8在拉簧的拉力作用下向心，调整设置桨叶为最大迎风角，调试发电机额定转速时离心锤产生的离心力，使拉簧12产生的向心拉力等于发电机额定转速时离心锤8产生的离心力。在风力发电机的桨叶为最大迎风角，发电机的转速大于额定转速时，离心锤8离心力大于拉簧对离心锤的向心拉力，离心锤动作，转动桨叶伞齿轮，减小桨叶迎风角，使发电机转速降低，回复到额定转速。
Claims (4)
1.一种永磁直驱风力发电机的自动变桨装置；包括飞轮(1)、离心锤(8)、齿条(7)、齿轮(3)、伞齿轮(6)和变桨伞齿轮(9])，其特征在于；与发电机同轴的飞轮(1)上，圆周三等分处，分别轴向套孔活动连接离心锤(8)，离心锤锤头紧贴飞轮圆周外沿，轴向套孔活动连接的离心锤锤柄下端连接齿条(7)，飞轮上同径圆周三等分处，设置与飞轮一体的轴座，轴座上轴接齿轮(3)，齿轮(3)和伞齿轮(6)同轴，齿轮(3)与离心锤锤柄下端齿条(7)啮合，同轴伞齿轮(7)与桨叶根部变桨伞齿轮(9)啮合，离心锤锤柄与飞轮间拉簧(12)相连。
2.如权利要求1所述的一种永磁直驱风力发电机的自动变桨装置；其特征在于；所述的离心锤锤头内侧弧度与飞轮外侧圆弧相吻合。
3.如权利要求1所述的一种永磁直驱风力发电机的自动变桨装置；其特征在于；所述的飞轮与离心锤径向外测发电机(4)外壳，延伸一体环状护罩(10)。
4.如权利要求3所述的一种永磁直驱风力发电机的自动变桨装置；其特征在于；所述的发电机(4)外壳延伸一体环状护罩(10)边沿与固定在主轴(2)上的导流罩11边沿滑动连接。
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Cited By (2)
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| CN103671172A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-03-26 | 镇江新区惠聚机电科技有限公司 | 变桨矩风扇 |
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