CN206753815U - 一种具有过速保护装置的风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有过速保护装置的风力发电机，包括机架、发电机、控制柜、转速传感器、多级自动变速箱、过速保护传动筒、叶片组、外筒、弹簧、滑块、內轴等，所述叶片组通过过速传动保护筒及內轴与多级自动变速箱相连，输出端连接发电机发电，变速箱的输出端轴上装有转速传感器，转速传感器测得的数据反馈给控制柜，控制柜再给出信号给多级自动变速箱，从而改变传动比，使发电机转子的转速保持在一个安全的范围内，避免发电机过载烧毁，过速保护传动筒的特殊结构使得当叶片组的转速超过极限值时，传动筒会与內轴脱离，从而使发电机的转子慢慢减速，甚至停止，在风力过大，叶片转速过快时，达到保护电机的效果，实现所谓的过速保护。
Description
技术领域
本实用新型属于风力发电领域，具体涉及一种具有过速保护装置的风力发电机。
背景技术
风力发电是把风的动能转为电能。风能作为一种清洁的可再生能源，其蕴量巨大，全球的风能约为2 .74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。并且，由于风力发电具有无污染，发电设备投入相对较小，安装位置要求相对宽松等优点，因此越来越受到世界各国的重视，同时也越来越多的人开始利用风力发电。
风力发电机发电时，当风力较小、风叶转速较慢时，电机转轴随之转动也较慢，因此容易导致风力发电机的发电效率较低，常用变速箱来提升转速，但传动比固定，当风力大时，转速过快，风力发电机在强风下有可能过载损坏，技术人员通常采取的技术手段是为风力发电机安装限速装置或刹车装置。例如，专利号为 CN200920116665.3 的中国实用新型专利公开了一种风力发电机刹车装置，其通过弹性压紧装置，可以在风轮的转速过额定转速时，迫使刹车盘停止转动，从而使风轮轴停止转动，进而使风力发电机停止工作，以防止风力发电机被强风损坏。但是，人们发现这种刹车装置不仅结构复杂，由于其单纯采用弹性机械刹车方式，弹性体的疲劳强度限制了其长期使用的刹车可靠性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种新型风力发电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现本实用新型目的，采用的技术方案是：
一种具有过速保护装置的风力发电机，包括机架、发电机、控制柜、转速传感器、多级自动变速箱、过速保护传动筒、叶片组、外筒、弹簧、滑块、内轴等，所述叶片组通过过速传动保护筒及内轴与多级自动变速箱相连，变速器输出端连接发电机，变速箱的输出端轴上装有转速传感器，转速传感器连接控制柜，控制柜给出信号到变速箱。
进一步的，所述叶片组与过速保护传动筒通过法兰盘和螺栓组固定。
进一步的，所述过速保护传动筒由外筒、弹簧、滑块组成，外筒一端为法兰盘与叶片组相连，另一端内壁有多个方形盲孔，盲孔的数量、尺寸依轴径选定，弹簧一端固定在孔底，另一端与滑块连接，盲孔的深度较滑块的长度及弹簧压缩的长度之和更长，以便滑块能全部放入外筒的盲孔内。
进一步的，所述内轴与外筒配合端有盲孔，与滑块配合，盲孔的数量、尺寸依轴径选定，盲孔的深度不超过滑块长度的一半。
进一步的，所述滑块选用40CrMo材料，与盲孔配合的四个侧面表面粗糙度低，配合面充分润滑，滑块卡接在外筒和内轴的盲孔中，外筒转动时带动内轴同步转动，当转速过快时，滑块的离心力大于弹簧的弹力，滑块向外滑动，当滑块全部进入外筒的盲孔中时，则与内轴脱离卡接。
进一步的，所述多级自动变速箱有多个齿轮组，装有液压伺服系统，采用液压传动方式切换不同的齿轮组与内轴一端的齿轮配合。
进一步的，所述控制柜连接转速传感器，接收其信号，同时给出信号给多级自动变速箱的液压伺服系统，当转速过快时，控制柜给出信号到液压伺服系统，切换变速箱的齿轮组，降低传动比，使转速保持在一个安全的范围，防止发电机过载烧毁。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本新型风力发电机通过多级变速箱、转速传感器及控制柜组成自动的转速调节控制组，保证发电机的转子转速保持在一个高效又安全的范围，而过速传动保护筒的结构使得当叶片组的转速超过极限值时，旋转传动能脱离，从而保护发电机，相对于常用的偏航、改变叶片角度、刹车装置等控制转速的方法，本实用新型的结构更为简单，维护方便，且发电效率更高。
附图说明
图1是本实用新型风力发电机的结构示意图。
图2是本实用新型的过速保护传动筒的截面示意图。
图中：1.机架、2.发电机、3.控制柜、4.转速传感器、5.多级自动变速箱、6.过速保护传动筒、7.叶片组、8.外筒、9.弹簧、10.滑块、11.内轴。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
风力发电机的叶片组通过过速传动保护筒及内轴与多级自动变速箱相连，变速器输出端连接发电机，变速箱的的输出端轴上装有转速传感器，控制柜连接转速传感器，接收其信号，同时给出信号给多级自动变速箱的液压伺服系统，例如当转速过快时，控制柜给出信号到液压伺服系统，切换变速箱的齿轮组，降低传动比，使转速降低，防止发电机过载烧毁，转速传感器监测发电机轴的实时转速，不断的改变传动比，使发电机轴的转速保持在一个高效又安全的范围内，另一方面当输入转速超过极限值，变速箱无法调节时，过速保护传动筒内的滑块因为高转速引起的大离心力，超过弹簧的弹力，使滑块全部滑入外筒的盲孔内，与内轴脱离卡扣，旋转传动脱离，当输入转速减小时，离心力也减小，滑块向内滑动，重新卡入，旋转传动又继续，实现了高转速停止输入，低转速开始输入，从而起到过速保护的效果。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种具有过速保护装置的风力发电机，包括机架（1）、发电机（2）、控制柜（3）、转速传感器（4）、多级自动变速箱（5）、过速保护传动筒（6）、叶片组（7）、外筒（8）、弹簧（9）、滑块（10）、内轴（11），所述叶片组（7）通过过速保护传动筒（6）及内轴（11）与多级自动变速箱（5）相连，输出端连接发电机（2），变速箱（5）的输出端轴上装有转速传感器（4），转速传感器（4）连接控制柜（3）。
2.根据权利要求1所述的一种具有过速保护装置的风力发电机，其特征在于：所述叶片组（7）与过速保护传动筒（6）通过法兰盘和螺栓组固定。
3.根据权利要求1所述的一种具有过速保护装置的风力发电机，其特征在于：所述过速保护传动筒（6）由外筒（8）、弹簧（9）、滑块（10）组成，外筒（8）一端为法兰盘与叶片组（7）相连，另一端内壁有多个方形盲孔，盲孔的数量、尺寸依轴径选定，弹簧（9）一端固定在孔底，另一端与滑块（10）连接，盲孔的深度较滑块的长度及弹簧压缩的长度之和更长。
4.根据权利要求1所述的一种具有过速保护装置的风力发电机，其特征在于：所述内轴（11）与外筒（8）配合端有盲孔，与滑块配合，盲孔的数量、尺寸依轴径选定，盲孔的深度不超过滑块长度的一半。
5.根据权利要求1所述的一种具有过速保护装置的风力发电机，其特征在于：所述滑块（10）选用40CrMo材料。
6.根据权利要求1所述的一种具有过速保护装置的风力发电机，其特征在于：所述多级自动变速箱（5）有多个齿轮组，装有液压伺服系统，采用液压传动方式切换不同的齿轮组与内轴（11）一端的齿轮配合。
7.根据权利要求1所述的一种具有过速保护装置的风力发电机，其特征在于：所述控制柜（3）连接转速传感器（4），接收其信号，同时给出信号给多级自动变速箱（5）的液压伺服系统。
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