CN209875371U - 中小型风力发电机组伺服变桨系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种中小型风力发电机组伺服变桨系统，包括变距轴、解耦总成、以及装配成一个整体的伺服变桨推杆和伺服电机；所述伺服变桨推杆前端安装在伺服变桨支座上且其驱动杆穿过伺服变桨支座设置，伺服变桨推杆的驱动杆端部通过所述解耦总成与变距轴连接；所述解耦总成包括解耦轴承、壳体和连接杆；本实用新型结构设计合理，伺服变桨系统具有低噪音、环境性好、低维护成本和优异的控制性稳定性的优点，并且安装简单，容易操作，减少车间工人的劳动成本，降低了由于安装造成设备故障的概率。

Description

中小型风力发电机组伺服变桨系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种中小型风力发电机组伺服变桨系统。

背景技术

目前中小型风力发电机组都采用变桨系统，变桨系统可以根据风速大小，调整叶片的角度，改变风与叶片的接触面积，从而增加叶片获得空气动力转矩，并将叶片旋转产生的机械能传递给传动系统，最终经过发电机将机械能转换成电能。风速大于额定风速时，调整变桨，保持额定转速，能够很好的提高风机的发电效率、安全性和稳定性。

之前风力发电机采用的变桨系统有两种，一种是液压变桨，液压变桨是通过液压压力驱动推杆动作，这种变桨机构成本高，而且不稳定，需要考虑油温，液压油的质量，漏油的问题，维护成本很高，风力发电机的故障率增加，稳定性不高。而且电气接线复杂，需要的主控系统采集模块比较多，例如模拟量输入模块，模拟量输出模块，这些模块价格都很高，增加了风机的成本。

另一种是变频器加三相异步电机加推杆的应用，这种的缺点在于变频器和三相异步电机不够稳定，可靠性差，容易出现故障。之前为了满足系统对变桨精度的要求，往往需要在推杆上加装编码器，由主控系统读取编码器的数值，来确定变桨的实际位置，而这样注定系统不够稳定。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种中小型风力发电机组伺服变桨系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种中小型风力发电机组伺服变桨系统，其特征在于，包括变距轴、解耦总成、以及装配成一个整体的伺服变桨推杆和伺服电机；

所述伺服变桨推杆前端安装在伺服变桨支座上且其驱动杆穿过伺服变桨支座设置，伺服变桨推杆的驱动杆端部通过所述解耦总成与变距轴连接；

所述解耦总成包括解耦轴承、壳体和连接杆，壳体一侧通过其侧耳与驱动杆端部转动连接，壳体另一侧设有槽体且槽体内嵌入安装有所述解耦轴承，槽体外侧设有一与壳体连接固定的转接法兰，转接法兰与所述解耦轴承外侧相抵；所述连接杆一端插入至所述解耦轴承一侧的轴孔内且连接杆端部设有与所述解耦轴承另一侧相抵的锁紧螺母，连接杆另一端设有插孔，且插孔与所述变距轴端部插接并连接固定。

还包括了与所述伺服电机连接的PLC控制器，PLC控制器采用采用西门子S7-200smart系列PLC。

本实用新型的有益效果是：结构设计合理，伺服变桨系统具有低噪音、环境性好、低维护成本和优异的控制性稳定性的优点，并且安装简单，容易操作，减少车间工人的劳动成本，降低了由于安装造成设备故障的概率。

在风速变化时，能够快速响应调节叶片角度，减少塔筒、叶片、基础收到的冲击力，风机输出功率曲线平滑，提高发电效率。

伺服变桨系统的推杆在复杂的环境下工作只需要定期的注脂润滑，并无易损件需要维护更换，将比液压变桨系统减少了大量的售后服务成本，伺服变桨系统实现环境更环保，更节能，更干净的优点，很容易与PLC等控制系统连接，实现高精密运动控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的局部俯视结构示意图。

图3为本实用新型的局部侧视放大结构示意图

图中：1、伺服电机；2、伺服变桨推杆；3、解耦总成；4、伺服变桨支座；5、变距轴；6、侧耳；7、解耦轴承；8、销杆；9、壳体；10、转接法兰；11、电控柜、11锁紧螺母、12连接杆。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

根据图1、图2、图3所示：本实施例提供一种中小型风力发电机组伺服变桨系统，包括变距轴5、解耦总成3、以及装配成一个整体的伺服变桨推杆2和伺服电机1；

所述伺服变桨推杆2前端安装在伺服变桨支座4上且其驱动杆穿过伺服变桨支座4设置，伺服变桨支座4用于将伺服变桨推杆2和伺服电机1安装固定在机舱罩内固定使用，伺服变桨推杆2的驱动杆端部通过所述解耦总成3与变距轴5连接；

其中，所述解耦总成3包括解耦轴承7、壳体9和连接杆12，壳体9一侧通过其侧耳6与驱动杆端部转动连接，侧耳6设有对称分布的两组，而驱动杆端部设置在两组侧耳6之间且两者之间通过转轴转动连接，壳体9另一侧设有槽体且槽体内嵌入安装有所述解耦轴承7，槽体外侧设有一与壳体9连接固定的转接法兰10，转接法兰10与所述解耦轴承7外侧相抵，使得解耦轴承7的外侧转动部分的内侧和外侧分别通过壳体9及转接法兰10夹紧固定，其内侧转动部分则自由设置；所述连接杆12一端插入至所述解耦轴承7的轴孔内且两者之间过盈配合，连接杆12端部穿过轴孔设置并于轴孔另一侧设有与所述解耦轴承7另一侧相抵的锁紧螺母11，使得连接杆与解耦轴承7连接结构稳定，连接杆12另一端设有插孔，且插孔与所述变距轴5端部插接且两者之间通过销杆8连接固定；

通过上述结构，使变距轴5和伺服变桨推杆2的驱动杆之间通过解耦轴承7连接且两者之间可自由转动，通过转接法兰10能对解耦轴承7进行日常的维护和跟换；解耦轴承7既能保证风机的正常旋转，又能保证电动推杆在工作时只承受推力和拉力，而不承受其余载荷。

进一步地，还包括了与所述伺服电机1连接的PLC控制器，PLC控制器采用采用西门子S7-200smart系列PLC，PLC控制器设置在电控柜11内，在控制系统中，伺服电机1本身集成了绝对值编码器，增加了系统的稳定性，而PLC控制器作为主控系统，利用高速脉冲输出接口控制伺服电机1，实现变桨位置的精准控制，PLC控制器的高速计数器功能采集伺服电机1编码器的读数，实现变桨速度和位置的闭环控制。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型的目的技术方案，都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种中小型风力发电机组伺服变桨系统，其特征在于，包括变距轴、解耦总成、以及装配成一个整体的伺服变桨推杆和伺服电机；

所述伺服变桨推杆前端安装在伺服变桨支座上且其驱动杆穿过伺服变桨支座设置，伺服变桨推杆的驱动杆端部通过所述解耦总成与变距轴连接；

所述解耦总成包括解耦轴承、壳体和连接杆，壳体一侧通过其侧耳与驱动杆端部转动连接，壳体另一侧设有槽体且槽体内嵌入安装有所述解耦轴承，槽体外侧设有一与壳体连接固定的转接法兰，转接法兰与所述解耦轴承外侧相抵；所述连接杆一端插入至所述解耦轴承一侧的轴孔内且连接杆端部设有与所述解耦轴承另一侧相抵的锁紧螺母，连接杆另一端设有插孔，且插孔与所述变距轴端部插接并连接固定。

2.根据权利要求1所述的中小型风力发电机组伺服变桨系统，其特征在于：还包括了与所述伺服电机连接的PLC控制器，PLC控制器采用西门子S7-200smart系列PLC。