CN202645858U - 一种具有卸载机构的风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种具有卸载机构的风力发电机，包括叶片(1)、风力发电机(2)、连接部(3)、立杆(6)、尾杆(7)和尾舵(8)；所述叶片(1)固定在风力发电机(2)转子上，风力发电机(2)通过连接部(3)和立杆(6)相连，尾舵(8)通过尾杆(7)和立杆(6)相连，位于叶片(1)相对位置，还包括回位弹簧(4)、附加磁钢(5)，所述连接部(3)为偏转轴，风力发电机(2)固定杆通过偏转轴连接在竖直立杆(6)上，附加磁钢(5)一端固定在风力发电机(2)固定杆上，另一端通过磁铁吸附在立杆(6)上，并且附加磁钢(5)位于叶片(1)和立杆(6)之间，回位弹簧(4)跨接在偏转轴上，一半在风力发电机(2)固定杆内，另一半在立杆(6)内。具有卸载效果好，彻底消除了偏转的陀螺现象。

Description

一种具有卸载机构的风力发电机
技术领域
本实用新型涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种具有卸载机构的风力发电机。
背景技术
中小型风力发电机通常由发电机头、叶片、连接部(旋转支撑)、尾杆、尾舵、塔杆、控制器等部件组成。由于造价低，机型小，叶片只能采用固定夹角，在风力不超过额定风速时都能够正常工作。见图1。当风力过大时，发电机高速旋转，发电量过大，一是发电机超载，容易烧毁线圈，二是叶片过载，受力超过叶片的承载强度后造成叶片机械性毁坏。这种情况常年难得一遇，但是一旦遇上便是彻底毁坏，尤其是遭遇台风或者龙卷风时，沿海地区每年都有几次。
为保证风力发电机的安全，通常将连接部采用机械旋转轴同风力发电机受风后(以下假设风向来自左侧)的力轴错位的偏心机构，这样当风力达到一定的强度后叶片机械轴即开始侧向偏转，侧面迎风，使得功率下降。事实上由于风的不确定性，常常使得发电机产生陀螺现象，几乎不能发电。当叶片翻转至下风向时，同样是高速旋转，完全失去调整保护作用。见图2～4，部件9为叶片受力轴心，部件10为立杆旋转轴心。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，一种具有卸载机构的风力发电机，通过偏转轴、回位弹簧和附加磁钢等部件，使得发电机卸载效果好，彻底消除了偏转的陀螺现象。
本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。
一种具有卸载机构的风力发电机，包括叶片、风力发电机、连接部、立杆、尾杆和尾舵；所述叶片固定在风力发电机转子上，风力发电机通过连接部和立杆相连，尾舵通过尾杆和立杆相连，位于叶片相对位置，还包括回位弹簧、附加磁钢，所述连接部为偏转轴，风力发电机固定杆通过偏转轴连接在竖直立杆上，附加磁钢一端固定在风力发电机固定杆上，另一端通过磁铁吸附在立杆上，并且附加磁钢位于叶片和立杆之间，回位弹簧跨接在偏转轴上，一半在风力发电机固定杆内，另一半在立杆内。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
通过偏转轴、回位弹簧和附加磁钢等部件，使得发电机卸载效果好，彻底消除了偏转的陀螺现象。
附图说明
图1是具有固定夹角的风力发电机结构示意图；
图2是具有力轴错位的偏心机构的风力发电机小风情况下顶视结构示意图；
图3是具有力轴错位的偏心机构的风力发电机大风情况下正常工作顶视结构示意图：
图4是具有力轴错位的偏心机构的风力发电机大风情况下非正常工作顶视结构示意图；
图5是本实用新型风力发电机正常工作位置示意图；
图6是本实用新型风力发电机风力较大时位置示意图；
图7是本实用新型风力发电机风力特大时位置示意图；
图8是综合特性图。
具体实施方式
以下假设风向来自左侧。
参见图5～7，一种具有卸载机构的风力发电机，包括叶片1、风力发电机2、连接部3、立杆6、尾杆7和尾舵8；所述叶片1固定在风力发电机2转子上，风力发电机2通过连接部3和立杆6相连，尾舵8通过尾杆7和立杆6相连，位于叶片1相对位置，还包括回位弹簧4、附加磁钢5，所述连接部3为偏转轴，风力发电机2固定杆通过偏转轴连接在竖直立杆6上，附加磁钢5一端固定在风力发电机2固定杆上，另一端通过磁铁吸附在立杆6上，并且附加磁钢5位于叶片1和立杆6之间，回位弹簧4跨接在偏转轴上，一半在风力发电机2固定杆内，另一半在立杆6内。
本实用新型设计的用于卸载的偏航结构的方式为向上偏转，由于其偏转轴固定在发电机的立杆6上，向下偏转受到限制，不能向下而只能向上偏转，彻底消除了偏转的陀螺现象。另外，当叶片1受力和尾舵8受力分配合理时，即使风力再大也不会产生向后翻转。
随着叶片迎风角度的上昂，迎风面积下降，发电机输出功率下降。为保证大风条件下的发电不至于过载，始终在安全范围内工作，并达到一个较为理想的工作状态，我们设计了施加恒定弹簧力的反弹机构(其弹性力矩称为P1)，随着风力的加大，反弹机构的受力力矩比例加大，使得上偏的角度迅速增加，大大加强了卸载的效果。
为保证正常风力时风力发电机机头完全处于正常工作状态，除了上述回位弹簧4的回弹力用于机头的回位支撑外，我们设计了一个附加磁钢5。当发电机位于正常位置时，附加磁钢5同立杆6上的对应块吸合在一起(其吸合力矩称为P2)，总的回的回弹力为P1+P2。当大风来临时，一旦叶片上的风的压力超过P1+P2之和，机头连同立杆6向后偏转，而附加磁钢6同立杆6上的对应块一旦脱离后即失去相对吸力P2，总的回位的回弹力只有P1，只有当风速降低至一定的范围时(小于P1时)，立杆才能回到原始状态，大大提高了安全系数。适当搭配磁钢的吸合力同弹簧的回弹力之比，使得两种非线性卸载综合后的总力矩可变比例在2.5～10倍之间。见图8。
通过上述说明内容，相关人员可以在本实用新型的设计思路和技术指标指定的条件下，进行变更和修改。本实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (1)

1.一种具有卸载机构的风力发电机，包括叶片(1)、风力发电机(2)、连接部(3)、立杆(6)、尾杆(7)和尾舵(8)；所述叶片(1)固定在风力发电机(2)转子上，风力发电机(2)通过连接部(3)和立杆(6)相连，尾舵(8)通过尾杆(7)和立杆(6)相连，位于叶片(1)相对位置，其特征在于，还包括回位弹簧(4)、附加磁钢(5)，所述连接部(3)为偏转轴，风力发电机(2)固定杆通过偏转轴连接在竖直立杆(6)上，附加磁钢(5)一端固定在风力发电机(2)固定杆上，另一端通过磁铁吸附在立杆(6)上，并且附加磁钢(5)位于叶片(1)和立杆(6)之间，回位弹簧(4)跨接在偏转轴上，一半在风力发电机(2)固定杆内，另一半在立杆(6)内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104005910A (zh) * 2014-05-16 2014-08-27 东北师范大学 一种中小型风力发电机避灾及能量调节型尾舵

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CN104005910A (zh) * 2014-05-16 2014-08-27 东北师范大学 一种中小型风力发电机避灾及能量调节型尾舵
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