CN202596980U - 分段叶片的变桨结构 - Google Patents

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祁发强
李财源
李海龙
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Abstract

本实用新型是一种大型风力发电机分段式叶片的变桨结构，包括变桨轴承5、变桨驱动装置6、变桨限位装置7、叶片分段面法兰8，所述变桨轴承5由轴承外圈和轴承内圈组成，分段叶片的前后段叶片分段面上各安装有一个叶片分段面法兰8，变桨轴承5通过叶片分段面法兰8与前后段叶片相连接，变桨驱动装置6安装在变桨轴承5的轴承内圈内侧，所述变桨限位装置7安装在变桨轴承5上。变桨系统设置于分段叶片的连接处，变桨系统仅对功率贡献较大的叶片翼型段，即分段叶片的后段进行变桨动作，使得变桨驱动电机在较小功率的情况之下即可实现叶片的变桨，从而降低对整个变桨系统的要求并提高变桨系统的变桨速率，稳定性及安全性。

Description

分段叶片的变桨结构
技术领域
本实用新型是一种大型风力发电机分段式叶片的变桨结构。 
背景技术
功率设计是风力机设计的关键问题，传统整体式叶片中，叶片叶根部分的发电效率极低，且由于结构需要，叶根部分要求具有较高的刚度，故整体叶片在叶根部分质量也较为集中，其变桨装置位于叶片与轮毂连接处，在叶片变桨过程中，驱动电机带动整体叶片转动，使得电机需要较大的功率。 
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种分段式叶片的变桨结构，以解决在叶片变桨过程中，驱动电机带动整体叶片转动需要较大功率的问题。 
为解决存在的技术问题，本实用新型采用的技术方案为：分段式叶片的变桨结构，包括变桨轴承5、变桨驱动装置6、变桨限位装置7、叶片分段面法兰8，其特征在于：所述变桨轴承5由轴承外圈和轴承内圈组成，所述叶片分段面法兰8分别在分段叶片的分段叶片前段2和分段叶片后段4的叶片分段面上各安装有一个，变桨轴承5的轴承外圈与分段叶片前段2上的叶片分段面法兰8连接，变桨轴承5的轴承内圈与分段叶片后段4上的叶片分段面法兰8连接。 
所述变桨驱动装置6安装在变桨轴承5的轴承内圈内侧，用于驱动变桨轴承5的轴承内圈带动分段叶片后段进行变桨；所述变桨驱动装置6与变桨轴承5的轴承内圈内侧相啮合，用于对分段叶片后段4的变桨； 
所述变桨限位装置7安装在变桨轴承5上，用于限制叶片变桨的最大旋转角度，保护变桨系统。 
一般，变桨驱动装置6可采用液压、气动或电动等驱动方式。本实用新型采用电机动驱动，所述变桨驱动装置6包括变桨驱动电机和齿轮箱，所述变桨驱动电机与齿轮箱为直联型，齿轮箱上小齿轮与变桨轴承内圈啮合。 
变桨驱动电机可采用普通电机或伺服电机等，本实用新型所述变桨驱动电机为含有位置反馈和电热调节器的伺服电机。 
变桨限位装置7，用于限制叶片变桨的最大旋转角度，保护变桨系统。一般可采用普通的限位块等方式。本实用新型所述变桨限位装置由变桨限位块、缓冲块、顺桨接近撞块和顺桨光感应器组成。变桨限位撞块安装在变桨轴承5的轴承内圈内侧，与缓冲块配合使用，当叶片变桨趋于最大角度时，变桨限位撞块会运行到缓冲块上起到变桨缓冲作用。顺桨接近撞块安装在变桨限位撞块上，与顺桨光感应器配合使用，当叶片趋于顺桨位置时，顺桨接近撞块就会运行到顺桨光感应器上方，光感应器接受信号后传递给变桨系统，提示叶片已经处于顺桨位置。 
有益效果： 
本实用新型提供一种大型风力发电机组分段叶片的变桨结构，分段叶片将对功率贡献极小的过渡段翼型，即分段叶片的前段固定于轮毂之上。该结构中，变桨系统设置于分段叶片的连接处，变桨系统仅对功率贡献较大的叶片翼型段，即分段叶片的后段进行变桨动作，使得变桨驱动电机在较小功率的情况之下即可实现叶片的变桨，从而降低对整个变桨系统的要求并提高变桨系统的变桨速率，稳定性及安全性。 
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图：其中，1为轮毂，2为分段叶片前段，3为变桨结构，4为分段叶片后段； 
图2是变桨结构截面示意图：其中，5为变桨轴承，6为变桨驱动装置，7为变桨限位装置，8为叶片分段面法兰。 
具体实施方式
图1中，分段叶片前段2与轮毂1连接，并通过变桨结构3将分段叶片后段4连接，以实现对分段叶片后段4的变桨控制。 
图2为叶片分段面变桨结构示意图，将变桨轴承5安装于叶片分段面法兰8，分段叶片后段4与变桨轴承5的轴承内圈连接，通过变桨驱动装置6以及变桨限位装置7实现对分段叶片后段4的单独变桨目的。 
分段叶片的前后段叶片分段面上各安装有一个叶片分段面法兰8，变桨轴承5通过叶片分段面法兰8与前后段叶片相连接，变桨轴承5的轴承外圈与分段叶片前段2上的分段面法兰8连接，变桨轴承5的轴承内圈与分段叶片后段4上的分段面法兰8连接。变桨驱动电机为含有位置反馈和电热调节器的伺服电机，并且具有高过载能力。变桨驱动电机与齿轮箱为直联型，齿轮箱前小齿轮与变桨轴承5的轴承内圈内侧相啮合，为叶片变桨提供动力。变桨限位装置7包括变桨限位块、缓冲块、顺桨接近撞块和顺桨光感应器等装置，起到保护变桨系统的作用。 

Claims (4)

1.一种分段式叶片的变桨结构，包括变桨轴承(5)、变桨驱动装置(6)、变桨限位装置(7)、叶片分段面法兰(8)，其特征在于：所述变桨轴承(5)由轴承外圈和轴承内圈组成，所述叶片分段面法兰(8)分别在分段叶片的分段叶片前段(2)和分段叶片后段(4)的叶片分段面上各安装有一个，变桨轴承(5)的轴承外圈与分段叶片前段(2)上的叶片分段面法兰(8)连接，变桨轴承(5)的轴承内圈与分段叶片后段(4)上的叶片分段面法兰(8)连接；
所述变桨驱动装置(6)与变桨轴承(5)的轴承内圈内侧相啮合，用于对分段叶片后段(4)的变桨；
所述变桨限位装置(7)安装在变桨轴承(5)上，用于限制叶片变桨的最大旋转角度，起到保护变桨系统的作用。
2.根据权利要求1所述分段式叶片的变桨结构，其特征在于：所述变桨驱动装置(6)采用电机动驱动，包括变桨驱动电机和齿轮箱，所述变桨驱动电机与齿轮箱为直联型，齿轮箱上小齿轮与变桨轴承内圈啮合。
3.根据权利要求2所述分段式叶片的变桨结构，其特征在于：所述变桨驱动电机为含有位置反馈和电热调节器的伺服电机。
4.根据权利要求1所述分段式叶片的变桨结构，其特征在于：所述变桨限位装置由变桨限位块、缓冲块、顺桨接近撞块和顺桨光感应器组成，变桨限位撞块安装在变桨轴承(5)的轴承内圈内侧，与缓冲块配合使用，当叶片变桨趋于最大角度时，变桨限位撞块会运行到缓冲块上起到变桨缓冲作用；顺桨接近撞块安装在变桨限位撞块上，与顺桨光感应器配合使用，当叶片趋于顺桨位置时，顺桨接近撞块就会运行到顺桨光感应器上方，光感应器接受信号后传递给变桨系统，提示叶片已经处于顺桨位置。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103089553A (zh) * 2013-01-17 2013-05-08 清华大学 一种铰接式桁架定变桨组合叶片装置
CN112727661A (zh) * 2019-10-14 2021-04-30 广州雅图新能源科技有限公司 一种水力发电装置及其发电方法

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