CN202832976U - 偏心变桨风力发电机 - Google Patents

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何利明
石伟峰
苏超
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Abstract

一种偏心变桨风力发电机，包括：立柱机抅，发电机机抅，还有风轮轮毂机抅，偏心与同步机抅，弹性复位机构。其优点是：通过作用在风轮轮毂处的回转轴承上增加偏心盘，在风轮转动过程中，受风阻和偏心转矩产生变桨作用力，以较简单的结构实现风力发电机发生叶片变桨，从而在高风速和阵风情况下具有安全限速作用，具有抵御大风的能力，保证风力机更安全的运行。

Description

偏心变桨风力发电机
技术领域
本实用新型涉及风力发电技术领域，具体的说是偏心变桨风力发电机。
背景技术
由于风力发电机工作中的环境处在阵风、大风等较恶劣的环境中，因此风力发电机本身需时刻应对来自风速变化导致的安全威胁，特别是大风产生的风压、风速过高风轮超转速等问题。因此克服风压的载荷，有效抵御这种载荷，成了风力发电机是否能在大风下安全工作的关键。风力发电机变桨距技术相比普通定桨距风力发电机产品，由于可以改变叶片桨距角，调整输出，保持转速稳定、抗大风能力强，效率高等优点，已经越来越受到行业发展的重视。因此不断提高风力发电机变桨距技术水平，设计研发结构简单、性能更可靠的变桨距风力发电机产品对风力发电机产品性能的进步具有重要意义。
发明内容
本实用新型的目的是开发一种通过风力发电机风轮轮毂与叶片安装位置的偏心设置，在风轮转动过程中产生的偏心转矩实现叶片桨距角的调整，该技术适用下风向风力发电机，属于被动式变桨风力发电机范畴。
本实用新型偏心变桨风力发电机，包括:立柱机抅，发电机机抅，风轮轮毂机抅，偏心与同步机抅，弹性复位机构。
所述的立柱机抅，包括回转支架17下是回转支承轴承16，回转支承轴承16与立轴4相连，立轴4安装在塔杆5上。
所述的发电机机抅，包括齿轮箱14与发电机15相连。
所述的风轮轮毂机抅，包括轮毂29上安装有三个轮毂回转支承轴承21，三只轮毂回转支撑轴承21的内圈则分别安装有偏心盘7，三只偏心盘7再分别与三只叶片2连接。
所述的偏心与同步机抅，包括三只轮毂回转支承轴承21，分别安装在三只轴承21上的偏心盘7，偏心盘的根部曲柄分别与关节轴承25相连，关节轴承25通过三只连杆22，再与同步盘26相连，同步盘26与往复杆18（图2b）相连。
所述的弹性复位机构，包括止动回转与拨动臂支架12，内侧有内套27、轴承24、外套及拨动臂支架28，并与弹性复位块（弹簧）11连接。内套27与往复杆18通过连接销23连接。这样止动回转与拨动臂支架12就起到了将往复杆18的位移运动传递至弹性复位装置11上，从而弹性复位装置11起到对轮毂3上的三只叶片2的运动的弹性限位与复位作用。
本实用新型偏心变桨风力发电机是这样实现的:当风吹动叶片2带动轮毂29转动后，由于叶片2安装在偏心盘7上通过轮毂回转支承轴承21与轮毂29连接，由于轮毂29转动起来后叶片2的重心D与叶片2自身的旋转中心C存在偏心距L，这样风轮在旋转平面A上转动后，形成一个运动惯性滞后的力，运动方向为V，叶片2形成偏心力矩M，叶片旋转方向为V1，这样叶片2就通过风轮转速的快慢达到了调节叶片2桨距角的目的。
本实用新型偏心变桨风力发电机的优点是：通过作用在风轮轮毂处的回转轴承上增加偏心盘，在风轮转动过程中，受风阻和偏心转矩产生变桨作用力，以较简单的结构实现风力发电机发生叶片变桨，从而在高风速和阵风情况下具有安全限速作用，具有抵御大风的能力，保证风力机更安全的运行。
附图说明
图1 a，b，c为偏心变桨风力发电机的结构示意图；
图2 a，b，c，d为偏心变桨风力发电机偏心盘的结构示意图；
图3 a ，b为偏心变桨风力发电机轮毂处偏心盘工作变化示意图。
具体实施方式
如图一（a）所示，由导流罩1、三只叶片2、机舱罩3、立轴4、塔杆5等部件组成的偏心变桨风力发电机主体结构。图一（b）中轮毂29上安装有三个轮毂回转支承轴承21，三只轮毂回转支撑轴承21的内圈则分别安装有偏心盘7，三只偏心盘7再分别与三只叶片2连接。所述偏心盘7的根部曲柄与关节轴承25相连，关节轴承25通过三只连杆22，再与同步盘26相连，同步盘26与往复杆18相连，轮毂固定在主轴10上，当三只叶片2中其中有一只叶片发生转动，那么则带动其它叶片转动，变通过同步连杆机构牵引往复杆18发生往复运动，从而保证了三只叶片2的同步运动，图二（d）为同步盘7外观示意图。
如图二（b）所示，轮毂固定在主轴10上，主轴支承在主轴轴承8上，主轴轴承通过减震块9固定在回转支架17上，因此轮毂可以相对回转支架自由转动。主轴一段固定有止动回转与拨动臂支架12，并在两侧与弹性复位装置11连接。A-A剖视中，止动回转与拨动臂支架12内侧有内套27、轴承24、外套及拨动臂支架28，并与弹性复位装置11连接。内套27与往复杆18通过连接销23连接。这样止动回转与拨动臂支架12就起到了将往复杆18的位移运动传递至弹性复位块（弹簧）11上，从而弹性复位装置11起到对轮毂3上的三只叶片2的运动的弹性限位与复位作用。主轴10的另一端通过联轴器13与齿轮箱14相连，齿轮箱14与发电机15相连，从而主轴10的转动可带动发电机15发电。齿轮箱14与发电机15固定在回转支架17上，回转支架17下是回转支承轴承16，回转支承轴承16与立轴4相连，立轴4安装在塔杆5上，那么回转支架17可以相对塔杆5自由回转转动，从而实现对风。
如图三(a）所示，A为风轮旋转平面，V为旋转方向，C为轮毂回转支撑轴承21的旋转中心，D为偏心盘7安装叶片的弦心，从而叶片弦心D就偏离了轮毂轴承旋转中心C一定距离L，所以当风轮旋转时，在转动方向牵引力的作用下，叶片2就受到了M的偏心转矩，同时叶片2还受到V1的气动阻力，因此在旋转一定速度后叶片2就发生了转动，从而实现了叶片变桨过程，其目的是调整发电输出，保持转速稳定、抗大风，优化效率等。当风速降低，则在弹性复位装置11的弹性复位力下通过止动回转与拨动臂支架12、往复杆18、连杆同步机构等的作用下牵引三只叶片2复位到初始状态。

Claims (1)

1.一种偏心变桨风力发电机，包括：立柱机抅，发电机机抅，其特征在于：还有风轮轮毂机抅，偏心与同步机抅，弹性复位机构；所述的风轮轮毂机抅，包括轮毂（29）上安装有三个轮毂回转支承轴承（21），三只轮毂回转支撑轴承（21）的内圈则分别安装有偏心盘（7），三只偏心盘（7）再分别与三只叶片（2）连接；所述的偏心与同步机抅，包括三只轮毂回转支承轴承（21），分别安装在三只轴承（21）上的偏心盘（7），偏心盘的根部曲柄分别与关节轴承（25）相连，关节轴承（25）通过三只连杆（22），再与同步盘（26）相连，同步盘（26）与往复杆（18）相连；所述的弹性复位机构，包括止动回转与拨动臂支架（12），内侧有内套（27）、轴承（24）、外套及拨动臂支架（28），并与弹性复位块（11）连接，内套（27）与往复杆（18）通过连接销（23）连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110273815A (zh) * 2019-06-21 2019-09-24 宁波亮海能源科技有限公司 一种小型高效率风力发电装置

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