CN206144708U - 阻力型微风自变桨风力发电机 - Google Patents
阻力型微风自变桨风力发电机 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提出了一种阻力型微风自变桨风力发电机，其包括发电机，在发电机轴上连设叶片架，绕叶片架上设多根叶片轴，每根叶片轴上设叶片，在每个叶片上设叶片支撑筋；在每根叶片轴两端套设扭矩弹簧，在叶片架端部设角度限位块，角度限位块通过角度杆与叶片轴端部连接。本实用新型结构简单牢固，安全平稳，成本低廉，叶片具有自调角功能，可随着风速变化自行改变发电机叶片迎风角度，一定程度上解决了微风低风速风力发电机在高风速下的安全运行问题，抗强风能力强，提高了风能资源的利用率与应用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电机，具体涉及一种阻力型微风自变桨风力发电机，是一种能够随着风速变化自动调整风力发电机叶片迎风角度、实现低风速风力发电机在高风速下安全运行的发电机。
背景技术
风能是现有清洁可再生能源中最重要来源，在我国储藏量相当丰富。
风力的现有利用方式多以水平轴的升力型和垂直轴的阻力型发电机为主。水平轴风力发电机叶片是参照直升飞机叶片依据空气动力学原理设计制造的，不是风直接吹动叶片，而是靠风吹过叶片正反面形成的压力差产生升力转动，这种叶片风能利用率高，但工作风速高，启动风速高，制造安装成本高，我国目前开发的风力发电额定风速大都在10M/秒以上，在低风速微风状态下空气动力性能很弱，升力差不能工作，我国是内陆国家，只有及少数地区能达到上述风速。
垂直轴风力发电机是利用轴两边叶片的阻力差产生转动力，虽然可在低风速微风状态下工作，但风能转化效率低，不适宜应用于大型发电。
在现有水平轴风力发电机中为了提高在低风速微风状态下的发电能力，也有少数风机采用多叶片大面积的设计，虽然提高了微风区低风速下的发电能力，但由于叶片面积大，缺少自变桨距功能，高风速下的安全性差，难以大型化，实用性受到限制。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是设计一种阻力型微风自变桨风力发电机，该风力发电机的叶片能够随风速变化自动调整迎风角度，实现低风速微风状态下有效发电且安全可靠运行的目的。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种阻力型微风自变桨风力发电机，包括发电机，在发电机轴上连设叶片架，绕叶片架上设多根叶片轴，每根叶片轴上设叶片，在每个叶片上设叶片支撑筋；在每根叶片轴两端套设扭矩弹簧，在叶片架端部设角度限位块，角度限位块通过角度杆与叶片轴端部连接。
所述叶片为帆式叶片。
进一步地，所述叶片为布基帆式叶片。
所述发电机为直驱低速永磁发电机。
本实用新型采用上述技术方案所设计的阻力型微风自变桨风力发电机，其具有以下有益效果：
⒈结构简单牢固，成本低；
⒉受力面积大，重量轻，微风低风速扭矩大；
⒊风资源利用面宽，风能利用率高；
⒋具有自调角功能，自行改变叶片的迎风角度，可使低速微风发电机在高风速下安全运行；
⒌运行比较平稳，噪音小。
附图说明
图1表示本实用新型阻力型微风自变桨风力发电机的结构示意图；
图2表示图1中帆式叶片的结构示意图；
图3表示图2中帆式叶片变角机构的放大结构示意图；
图4表示图3中变角限位机构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型阻力型微风自变桨风力发电机的结构作具体说明。
参见图1至图4，本实用新型阻力型微风自变桨风力发电机，包括发电机，其中，发电机为直驱低速永磁发电机，可提高低风速的风能转化效率。在发电机轴上通过叶片法兰1连设叶片架3，绕叶片架3上设多根叶片轴4，每根叶片轴4上设叶片2，叶片2为布基帆式叶片，这样可减轻叶片2的重量和降低成本，同时更换和安装也方便，在每个叶片2上设叶片支撑筋8，叶片支撑筋8可支撑展开叶片2，这样可驱动发电机发电，发电机采用下风式水平轴安装。在每根叶片轴4的两端套设扭矩弹簧5，在叶片架3的端部设角度限位块7，角度限位块7通过角度杆6与叶片轴4的端部连接，这样，就组成了叶片2的自调角机构M。
本实用新型的主体结构和低速发电机安装于塔架上，下风式结构省去了尾翼，节省成本和空间。
本实用新型在叶片轴4与叶片架3的连接处由扭矩弹簧5、角度杆6、角度限位块7组成的自调角机构M，使叶片2与风向构成一定角度定位在位置A¹和B¹，当风速过大时吹向叶片2的力超过扭矩弹簧5的限定值时，则叶片2发生偏转以减少受力面达到受力平衡，直至偏转至角度杆6转至B²位置、叶片2转至A²位置，使叶片2完全与风向平行，叶片2的迎风角趋于零，以此保证高风速时的安全运行。
本实用新型依靠结构动力性能设计，结构简单牢固，安全平稳，成本低廉，微风低速风能利用率高，具有水平轴风力发电机的高效率，也具有垂直轴在低风速微风条件下有效工作的特点，特别具有叶片自调角功能，可随着风速变化自行改变发电机叶片迎风角度，一定程度上解决了微风低风速风力发电机在高风速下的安全运行问题，有一定抗强风能力，特别适宜微风低风速大功率发电，有益于分布式风力发电技术的应用和实施，提高了风能资源的利用率与应用范围。
Claims (4)
1.一种阻力型微风自变桨风力发电机，包括发电机，其特征在于：在发电机轴上连设叶片架，绕叶片架上设多根叶片轴，每根叶片轴上设叶片，在每个叶片上设叶片支撑筋；在每根叶片轴两端套设扭矩弹簧，在叶片架端部设角度限位块，角度限位块通过角度杆与叶片轴端部连接。
2.根据权利要求1所述的阻力型微风自变桨风力发电机，其特征在于：所述叶片为帆式叶片。
3.根据权利要求2所述的阻力型微风自变桨风力发电机，其特征在于：所述叶片为布基帆式叶片。
4.根据权利要求1或2或3所述的阻力型微风自变桨风力发电机，其特征在于：所述发电机为直驱低速永磁发电机。
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| CN110578652A (zh) * | 2018-06-07 | 2019-12-17 | 李相同 | 一种叶片可自调节保护的风力发电装置 |
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| CN109931215B (zh) * | 2019-04-26 | 2023-11-28 | 东北大学 | 一种具有永磁限位功能的帆翼式垂直轴风轮机 |
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