KR20210084353A - Wind turbine blade pitch control method - Google Patents

Wind turbine blade pitch control method Download PDF

Info

Publication number
KR20210084353A
KR20210084353A KR1020210013868A KR20210013868A KR20210084353A KR 20210084353 A KR20210084353 A KR 20210084353A KR 1020210013868 A KR1020210013868 A KR 1020210013868A KR 20210013868 A KR20210013868 A KR 20210013868A KR 20210084353 A KR20210084353 A KR 20210084353A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pitch
blade
shaft
hub
wind
Prior art date
Application number
KR1020210013868A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102337984B1 (en
Inventor
박경희
Original Assignee
박경희
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박경희 filed Critical 박경희
Priority to KR1020210013868A priority Critical patent/KR102337984B1/en
Publication of KR20210084353A publication Critical patent/KR20210084353A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102337984B1 publication Critical patent/KR102337984B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

The present invention relates to a wind power generator. More specifically, in the wind power generator of the present invention, by installing a pitch control apparatus for automatically adjusting a pitch to blades of the wind power generator to which a wind pressure is transmitted, an area is reduced by changing an inclination angle of the blade receiving the wind pressure. Accordingly, a strong wind more than necessary passes, and when the wind is weak, a blade area is maximized to promote rotation of the blade. In addition, as the wind is gently received, damage to the blade is prevented and overall stress and noise are reduced, and power generation from strong winds to gentle winds is possible. The wind power generator comprises: a pitch guide slider (32); a spring (90); a spring support plate (91); and a hub shaft (31).

Description

풍력발전기의 피치제어방법{Wind turbine blade pitch control method}Wind turbine blade pitch control method

바람의 힘이 전달되는 풍력발전기의 블레이드에 피치를 자동으로 조절하는 피치제어장치를 설치함으로써, 바람의 힘(풍압)을 받는 블레이드의 경사각을 변화시켜서 그 면적을 감소할 수 있다. 이에 따라 필요이상의 강풍은 통과시키고, 바람이 약한 경우에는 블레이드 면적이 최대로 넓어져 블레이드의 회전을 촉진시키며, 바람을 부드럽게 받아들여 블레이드의 파손방지 및 전체적인 스트레스와 소음을 감소시키며 강풍에서 미풍까지 발전 가능하다. 본 발명은 이러한 풍력발전기의 피치제어방법에 관한 것이다.By installing a pitch control device that automatically adjusts the pitch to the blades of the wind power generator to which the wind force is transmitted, the area can be reduced by changing the inclination angle of the blade receiving the wind force (wind pressure). Accordingly, a strong wind that is more than necessary passes through, and when the wind is weak, the blade area is maximized to promote the rotation of the blade, and by gently accepting the wind, it prevents damage to the blade, reduces overall stress and noise, and generates electricity from strong winds to breezy winds. It is possible. The present invention relates to a pitch control method of such a wind power generator.

도 1에서, 풍력발전기는 소정 높이를 갖는 타워 상부에 회전 가능한 너셀을 구비하고, 너셀의 전방에 위치한 허브에 풍력에 의해 회전되는 적어도 하나 또는 복 수개의 블레이드를 등 간격으로 구비하며, 블레이드의 회전력이 전기에너지를 얻기 위한 회전속도를 갖추게 하는 증속기와, 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기를 너셀의 내부에 구비하고 있다.In Figure 1, the wind power generator is provided with a rotatable nacelle at the top of the tower having a predetermined height, and at least one or a plurality of blades rotated by wind power in a hub located in front of the nacelle at equal intervals, the rotational force of the blades A gearbox for providing a rotational speed for obtaining this electrical energy, and a generator for converting the rotational force through the speedup into electrical energy are provided inside the nacelle.

지역 평균 풍속에 따라 (소형)풍력발전기를 설치 운영할 수 있으나, 바람은 미풍과 강풍이 불규칙하게 전환되기 때문에 강풍, 미풍 전용으로는 효율성과 견고성이 저하되며, 강풍인 경우 설치지역이 제한되고, 전송 중에 저항 등에 의해 생산량(공급량)의 상당량이 소멸될 수도 있다. 이와 관련하여 공개특허 제35206호(2010.04.05.)에서 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치를 제공하고 있바, 소정 높이를 갖는 타워와, 타워의 상부에 회전 가능하게 설치되며 내부에 증속기 및 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기를 구비한 동체와, 동체로부터 외출된 발전축을 갖는 풍력발전기에 있어서, 발전축의 일단에 설치된 회전체와, 축을 갖고 회전체에서 회전하도록 등 간격으로 설치된 적어도 복 수개 이상의 블레이드와, 축의 회전에 의해 블레이드의 피치를 자동 조절하는 피치 자동 조절수단으로 구성된다. 여기에서 블레이드의 피치제어는 각 블레이드에 대한 피치제어가 다르게 가하여질 수 있도록 제공되므로, 상대적으로 블레이드의 직경이 작고 회전속도가 빠른 풍력발전기에는 효과가 적고, 장시간 운용으로 각 블레이드의 피치를 고정하는 탄성체의 탄성력이 서로 다르게 변하는 경우 각 블레이드의 피치가 각각이어서 진동에 의한 수명감소와 소음공해가 발생할 수 있다. 도 2를 참조한다.(small) wind power generators can be installed and operated according to the average local wind speed, but the efficiency and robustness are lowered for strong winds and gentle winds because the winds switch between the breeze and strong winds irregularly. In the case of strong winds, the installation area is limited, A significant amount of production (supply) may be lost during transmission due to resistance or the like. In this regard, Patent Publication No. 35206 (2010.04.05.) provides an automatic blade pitch adjustment device for a wind power generator, and a tower having a predetermined height, is rotatably installed on the upper part of the tower, and has a speed increaser and speed increaser inside A wind power generator having a body having a generator that converts rotational force through the machine into electrical energy, and a power generation shaft out of the body, wherein the wind power generator has a rotating body installed at one end of the power generation shaft, and at least double poles having a shaft and installed at equal intervals to rotate in the rotating body It consists of several blades and a pitch automatic adjustment means for automatically adjusting the pitch of the blades by rotation of the shaft. Here, the pitch control of the blades is provided so that the pitch control for each blade can be applied differently, so it has little effect on wind power generators with relatively small blade diameters and high rotational speeds. When the elastic force of the elastic body is changed differently, the pitch of each blade is different, so lifespan reduction due to vibration and noise pollution may occur. See FIG. 2 .

풍력발전기의 날개 수평각 조정장치에 관한 구성이 등록특허 제2008662호(2019.08.02.)에 개시되어 있다. 즉, 회전축에 대해 이동 가능하게 결합된 무빙 홀더; 무빙 홀더와 이격 설치되고 구동축에 회전 가능하게 결합된 베이스 플레이트; 무빙 홀더와 상기 베이스 플레이트 사이에 설치되고 내부를 회전축이 관통하는 댐퍼 유닛; 베이스 플레이트의 전면에 피벗 가능하게 설치되고, 베이스 플레이트와 평행하도록 날개가 고정되는 다수의 날개 고정블록; 및 일단이 무빙 홀더에 고정되고, 타단이 베이스 플레이트에 형성된 관통구멍을 통하여 날개 고정블록 각각에 결합하는 다수의 링크로 구성되어 있다.A configuration related to a blade horizontal angle adjustment device of a wind power generator is disclosed in Patent Registration No. 2008662 (2019.08.02.). That is, the moving holder movably coupled with respect to the rotating shaft; a base plate installed to be spaced apart from the moving holder and rotatably coupled to the drive shaft; a damper unit installed between the moving holder and the base plate and through which a rotating shaft passes; A plurality of wing fixing blocks that are pivotably installed on the front surface of the base plate, and the wing is fixed so as to be parallel to the base plate; and a plurality of links having one end fixed to the moving holder and the other end coupled to each of the wing fixing blocks through a through hole formed in the base plate.

구성이 간단하면서 견고하고, 허브 내부에 장착 가능하고, 허브와 같은 어느 한 부분만 간단히 정비하거나 교체할 수 있도록 하여 유지보수가 용이한 소형 풍력발전기의 피치제어장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a pitch control device for a small wind power generator that is simple and strong in configuration, can be installed inside the hub, and is easy to maintain by enabling simple maintenance or replacement of only one part such as the hub.

블레이드(50)가 블레이드축받이(52)에 고정결합이 되고, 허브축(31)이 샤프트에 고정결합이 되는 풍력발전기의 피치제어방법으로서,As a pitch control method of a wind power generator in which the blade 50 is fixedly coupled to the blade bearing 52, and the hub shaft 31 is fixedly coupled to the shaft,

풍력발전기는 피치유도슬라이더(32), 스프링(90), 스프링지지판(91) 및 허브축(31)을 더 포함하고, 허브축(31)은 후단부에 스프링지지판(91)을 포함하고, 허브축(31)에 피치유도슬라이더(32)가 길이방향으로 이동 가능하게 슬라이딩결합이 되고, 피치유도슬라이더(32)와 스프링지지판(91) 사이에 개재되는 방법으로 허브축(31)에 스프링(90)이 끼워지고, 허브축(31)에 허브(40)가 고정결합이 되고, 허브(40)의 외주변에 등 간격으로 복수 개의 피치유도절개홈(x1)이 형성되고, 각 피치유도절개홈(x1)의 길이방향 일측면에는 래크기어(63)가 형성되고, 피치유도슬라이더(32)의 외주변에 등 간격으로 복수 개의 블레이드축받이(52)가 회전결합이 되고, 각 블레이드축받이(52)는 외주변에 피니언기어(61)를 구비하고, 각 피니언기어(61)와 래크기어(63)가 치합이 된 상태로 준비되어서,The wind power generator further includes a pitch induction slider 32, a spring 90, a spring support plate 91 and a hub shaft 31, the hub shaft 31 includes a spring support plate 91 at the rear end, and the hub The pitch induction slider 32 is slidably coupled to the shaft 31 to be movable in the longitudinal direction, and the spring 90 on the hub shaft 31 is interposed between the pitch induction slider 32 and the spring support plate 91 . ) is fitted, the hub 40 is fixedly coupled to the hub shaft 31, and a plurality of pitch-guided incision grooves (x1) are formed at equal intervals on the outer periphery of the hub 40, and each pitch-guided incision groove is formed. A rack gear 63 is formed on one side in the longitudinal direction of (x1), and a plurality of blade bearings 52 are rotationally coupled at equal intervals on the outer periphery of the pitch induction slider 32, and each blade bearing 52 ) is provided with a pinion gear 61 on the outer periphery, and each pinion gear 61 and the rack gear 63 are prepared in a meshed state,

풍압에 의해 피치유도슬라이더(32)가 이동을 하면, 위치가 고정된 래크기어(63)에 치합된 피니언기어(61)가 피치유도슬라이더(32)를 따라 이동하면서 회전이 이루어지고, 이에 따라 블레이드(50)의 피치 조절이 이루어지며, 풍압이 해지되면, 피치유도슬라이더(32)가 스프링(90)에 의해 원위치로 탄성복귀하면서 피니언기어(61)가 역방향으로 회전하여 블레이드(50)의 피치조절이 원위치 된다.When the pitch induction slider 32 moves by wind pressure, the pinion gear 61 meshed with the rack gear 63 having a fixed position rotates while moving along the pitch induction slider 32, and accordingly The pitch of the blade 50 is adjusted, and when the wind pressure is released, the pitch induction slider 32 elastically returns to the original position by the spring 90 while the pinion gear 61 rotates in the reverse direction to rotate the pitch of the blade 50. The control is returned to the original position.

본 발명에 따르면, 허브 내에서 장착되는 비교적 간단하고 견고한 구성으로 풍압에 따른 블레이드의 회전을 직접적이고 정확히 유도하여 용이하게 블레이드의 바람에 노출되는 단면적 방향을 회전시켜 변환할 수 있다. 그리고 유지보수 때에도 피치시스템 또는, 피치시스템이 구성되어 있는 허브만을 풍력발전기로부터 교체하여 신속하고 저비용의 운용이 가능하다.According to the present invention, it is possible to directly and accurately induce the rotation of the blade according to the wind pressure with a relatively simple and robust configuration mounted in the hub to easily rotate the direction of the cross-sectional area of the blade exposed to the wind. And even during maintenance, it is possible to quickly and low-cost operation by replacing only the pitch system or the hub in which the pitch system is configured from the wind power generator.

도 1은 종래기술 실시예의 전체를 보인 예시도.
도 2는 종래기술 실시예의 주요 부분 사시도 및 블레이드의 평단면도.
도 3은 본 발명 실시예의 어느 부분을 각각 다른 방향에서 보인 사시도.
도 4는 본 발명 실시예의 분해된 모습을 보인 분해사시도.
도 5는 본 발명 실시예의 동작 상태를 측면에서 각각 예시한 상태도.1 is an exemplary view showing the whole of a prior art embodiment.
2 is a perspective view of a main part of the prior art embodiment and a plan sectional view of the blade.
3 is a perspective view showing a certain part of the embodiment of the present invention from different directions;
Figure 4 is an exploded perspective view showing an exploded state of the embodiment of the present invention.
5 is a state diagram each illustrating an operating state of an embodiment of the present invention from the side;

본 발명의 설명에 앞서 먼저 일반적인 풍력발전기에 관하여 살펴본다. 풍력발전기는 소정 높이를 갖는 타워(10)(Tower)와, 타워(10)의 상부에 회전 가능하게 설치되며 내부에 증속기(Gear) 및 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기(Generator)가 구비되어 너셀(20)(Nacelle)과, 너셀(20)로부터 외출된 로터(Rotor) 또는 샤프트(30)(Shaft)와, 로터 또는 샤프트(30)의 일단에 설치된 허브(40)에 등 간격으로 설치된 적어도 복수 개의 블레이드(50)를 구비하고 있으며, 허브(40)에는 피치제어장치(41a)를 장착하고 있다.Prior to the description of the present invention, first look at the general wind power generator. The wind power generator has a tower 10 having a predetermined height, and is rotatably installed on the top of the tower 10 and converts the rotational power through the gear and the gearbox into electrical energy inside the generator (Generator) Is provided with the nacelle 20 (Nacelle), the rotor or shaft 30 (Shaft) out of the nacelle 20, and the hub 40 installed at one end of the rotor or shaft 30 at equal intervals It is provided with at least a plurality of blades 50 installed as a, and the hub 40 is equipped with a pitch control device (41a).

피치제어장치(41a)는, 허브(40)의 일면에 고정되어 블레이드축(51)을 회전가능하도록 축설하고 있는 복수 개의 베어링(60)과, 블레이드축(51)에 설치된 피니언(61a)(Pinion)과, 피니언(61a)과 치합되는 래크(63a)(Rack)를 갖고 허브(40)의 일면에 고정된 쇼크압소버(65)(Shock absorber)를 포함하여 이루어진다.The pitch control device 41a includes a plurality of bearings 60 fixed to one surface of the hub 40 and rotatably installed on the blade shaft 51 , and a pinion 61a (Pinion) installed on the blade shaft 51 . ), and a shock absorber 65 (Shock absorber) having a rack 63a meshed with the pinion 61a and fixed to one surface of the hub 40 .

쇼크압소버(65)의 역할은 강한 풍력, 풍압(風壓)을 받은 블레이드(50)가 블레이드축(51)에 그 압력을 가하면 블레이드축(51)이 회전되고, 블레이드축(51)에 설치된 피니언(61a)이 회전하여 래크(63a)를 전후 이동시키므로 그 가압력은 완충되어 블레이드(50)의 피치(Pitch, 경사각)를 조절하고 이어, 풍압이 약해지면 래크(63a)가 원위치하는 것에 의해 블레이드(50)가 원위치하는 역할을 행한다. 이상의 설명에 있어서 부분적으로 도 1 및 도 2를 참조한다.The role of the shock absorber 65 is to rotate the blade shaft 51 when the blade 50 that has received strong wind power and wind pressure applies the pressure to the blade shaft 51 , and is installed on the blade shaft 51 . Since the pinion 61a rotates to move the rack 63a back and forth, the pressing force is buffered to adjust the pitch (Pitch, inclination angle) of the blade 50, and then, when the wind pressure is weakened, the rack 63a returns to its original position. (50) serves as the original position. In the above description, reference is made in part to FIGS. 1 and 2 .

본 발명 풍력발전기의 피치제어장치 및 방법의 피치시스템(41)에 대하여 상세히 알아본다.여기서 피치시스템(41)은 피치제어장치(41a)에 대응된다. 도 3 내지 도 5를 참조한다.The pitch system 41 of the pitch control device and method of the present invention will be described in detail. Here, the pitch system 41 corresponds to the pitch control device 41a. Reference is made to FIGS. 3 to 5 .

블레이드축(51)은 블레이드(50)를 지지하며, 블레이드축(51)은 원통형의 블레이드축받이(52)에 고정결합(움직일 수 없도록 결합)이 되되, 유지보수나 교체작업 시에 착탈 가능하게 고정된다. 이때, 블레이드축(51)의 하단부가 끼워져 고정될 수 있도록 블레이드축받이(52)의 상단부에는 블레이드축(51)의 외주변에 대응된 홈이 패여 형성되는 블레이드축고정홈(x2)이 자리할 수 있다. 블레이드축받이(52)는 그 외주변에 형성되거나 끼워져 고정되는 피니언기어(61)를 구비한다. 여기서 피니언기어(61)는 피니언(61a)에 대응된다. 블레이드축받이(52)는 원통형의 피치유도슬라이더(32) 외주변에 등 간격으로 복수 개(도면 예시는 3개) 구비되며, 그 하단부가 피치유도슬라이더(32)에 회전결합(회전이 가능하게 결합)으로 고정된다. 도면에는, 피치유도슬라이더(32) 외주변에 등 간격으로, 블레이드축받이(52)의 하단부에 대응되는 복수 개(도면의 예시는 3개)의 홈이 패여 형성되는 블레이드축받이고정홈(x3)이 자리하고, 이 곳에 블레이드축받이(52)의 하단부가 베어링을 통하여 끼워져 고정되도록 예시되어 있다.The blade shaft 51 supports the blade 50, and the blade shaft 51 is fixedly coupled (immovably coupled) to the cylindrical blade bearing 52, and is detachably fixed during maintenance or replacement work. do. At this time, the upper end of the blade bearing 52 so that the lower end of the blade shaft 51 can be fitted and fixed, a blade shaft fixing groove (x2) in which a groove corresponding to the outer periphery of the blade shaft 51 is recessed can be located have. The blade bearing 52 is provided with a pinion gear 61 which is formed or fitted to the outer periphery thereof. Here, the pinion gear 61 corresponds to the pinion 61a. The blade bearing 52 is provided with a plurality (three in the drawing example) at equal intervals around the outer periphery of the cylindrical pitch induction slider 32, and the lower end thereof is rotationally coupled (rotatably coupled) to the pitch induction slider 32. ) is fixed to In the drawing, at equal intervals on the outer periphery of the pitch induction slider 32, a plurality of grooves corresponding to the lower end of the blade bearing 52 (in the example of the figure, three) are recessed, and the blade bearing fixing groove (x3) is It is exemplified so that the lower end of the blade bearing 52 is fitted and fixed there through a bearing.

피치유도슬라이더(32)는 허브축(31)에 끼워져 길이방향으로 슬라이딩 이동할 수 있도록 슬라이딩결합(슬라이딩이 가능하게 결합)을 하며, 피치유도슬라이더(32)의 가운데에는 허브축(31)의 외주변에 대응되어 끼워질 수 있는 홈이 길이방향으로 관통된 슬라이딩홈(x4)이 형성된다. 피치유도슬라이더(32)의 전체적이 모습은 원통형 고리형태를 취한다.The pitch induction slider 32 is fitted to the hub shaft 31 and slidingly coupled (sliding is possible) so that it can slide in the longitudinal direction, and in the center of the pitch induction slider 32 is the outer periphery of the hub shaft 31 . A sliding groove (x4) through which a groove that can be fitted corresponds to the longitudinal direction is formed is formed. The overall appearance of the pitch induction slider 32 takes the form of a cylindrical ring.

허브축(31)은 길이를 갖는 파이프 또는 원통형을 취하고 샤프트(30)에 일직선으로 일치되게 고정결합이 이우러지되 유지보수 등을 위하여 착탈이 가능하게 고정된다. 이를 위하여 허브축(31)의 후단부에는 샤프트(30)의 외주변에 대응되는 홈이 패여 형성된 샤프트고정홈(x5)이 자리하고 이곳에 샤프트(30)의 전단부가 끼워져 고정될 수 있는 것이다. 그리고 허브축(31)의 후단부 측에는 그 외주변으로 디스크 형상의 스프링지지판(91)이 구비된다. 스프링지지판(91)은 허브축(31)의 외주변으로 돌출하여 형성되거나, 가운데에 관통된 홈을 내어 별도로 제작된 후 가운데가 허브축(31)에 끼워져 고정결합이 된다.The hub shaft 31 takes a pipe or a cylinder having a length and is fixedly coupled to the shaft 30 in a straight line and is detachably fixed for maintenance and the like. To this end, a shaft fixing groove (x5) in which a groove corresponding to the outer periphery of the shaft 30 is recessed is located at the rear end of the hub shaft 31, and the front end of the shaft 30 is fitted thereto to be fixed. And a disk-shaped spring support plate 91 is provided on the outer periphery of the rear end of the hub shaft 31 . The spring support plate 91 is formed to protrude to the outer periphery of the hub shaft 31, or is separately manufactured by making a hole in the middle, and then the center is inserted into the hub shaft 31 to be fixedly coupled.

상술한 구성을 갖는 허브축(31)에 스프링(90)이 끼워진 후 스프링(90)의 후단부는 스프링지지판(91)에 접촉되어 그쪽으로 이동이 차단된다. 그리고 허브축(31)에 피치유도슬라이더(32)가 끼워져 슬라이딩결합(슬라이딩이 가능하게 결합)이 되어서 길이방향을 따라 움직일 수 있으며, 피치유도슬라이더(32)는 스프링지지판(91)로부터 대략 스프링(90))의 길이만큼 이격되게 배치되어서, 피치유도슬라이더(32)의 후단부가 스프링(90)의 전단부에 접촉되어 그쪽으로 이동이 차단되거나 자유롭지 못하게 된다. 이를 통하여, 피치유도슬라이더(32)는 허브축(31)의 길이를 따라 움직이되 항상 스프링(90)의 탄성력을 받으면서 원위치 탄성복귀를 할 수 있도록 설정(셋팅)이 되는 것이다.After the spring 90 is fitted to the hub shaft 31 having the above-described configuration, the rear end of the spring 90 comes into contact with the spring support plate 91 to block the movement thereof. And the pitch induction slider 32 is inserted into the hub shaft 31 to be a sliding coupling (sliding possible coupling) and move along the longitudinal direction, and the pitch induction slider 32 is approximately a spring from the spring support plate 91 ( 90)) spaced apart by the length, the rear end of the pitch induction slider 32 is in contact with the front end of the spring 90 so that movement is blocked or not free. Through this, the pitch induction slider 32 moves along the length of the hub shaft 31 and is set (setting) so that it can elastically return to the original position while always receiving the elastic force of the spring 90 .

허브축(31)의 전단부에는 허브(40)의 전단부가 고정결합이 된다. 허브축(31)과 허브(40)는 처음부터 한 몸체로 만들어 질 수 있지만, 제작 및 유지보수 등의 편의를 위하여 별도로 제작되어 탈착 가능하게 고정될 수 있다. 허브(40)는 허브축(31)의 길이방향으로 소정 나란한 길이를 가지는 원통형으로 되어 있고, 이 길이를 따라 절개되는 홈으로 형성되는 피치유도절개홈(x1)이 마련된다. 피치유도절개홈(x1)은 허브(40)의 외주변 둘레에 등 간격 형성되어 복수 개(도면의 예시는 3개)로 이루어진다. 피치유도절개홈(x1)의 절개된 좌우 측단면(x1a, x1b) 중 어느 하나의 측단면에는 절개된 길이방향을 따라 래크기어(63)가 형성된다. 여기서 래크기어(63)는 래크(63a)에 대응된다. 래크기어(63)의 치형(기어의 이 형상)은 피니언기어(61)의 치형과 서로 치합(기어의 이가 맞물림)될 수 있도록 대응되게 형성된다.The front end of the hub 40 is fixedly coupled to the front end of the hub shaft 31 . Although the hub shaft 31 and the hub 40 may be made as one body from the beginning, they may be separately manufactured and detachably fixed for the convenience of manufacturing and maintenance. The hub 40 has a cylindrical shape having a predetermined parallel length in the longitudinal direction of the hub shaft 31, and a pitch-guided incision groove x1 formed as a groove cut along this length is provided. The pitch-guided incision groove (x1) is formed at equal intervals around the outer periphery of the hub 40 and is made up of a plurality (three in the example of the drawing). A rack gear 63 is formed in any one of the cut left and right side sections x1a and x1b of the pitch-guided incision groove x1 along the cut longitudinal direction. Here, the rack gear 63 corresponds to the rack 63a. The teeth of the rack gear 63 (the shape of the teeth of the gear) are formed to correspond to the teeth of the pinion gear 61 so that they can be meshed with each other (the teeth of the gear are engaged).

도 5의 예시와 함께 동작 상태를 살펴보면, 회전 가능한 원형태의 피니언기어(61)가 위치이동이 고정된 직선형태의 래크기어(63)와 치합된 후, 외력에 의해 피니언기어(61)가 길이방향으로 이동(mv1)을 하게 되면 결국 피니언기어(61)는 회전(sp1)을 하도록 되어 있다. 이동 및 회전은, 블레이드(50)가 풍압에 의한 외력으로 후방(또는 전방)으로 밀려나 이동하게 되면서 시작되는 것으로, 이와 동시에 블레이드축(51), 블레이드축받이(52) 및 피치유도슬라이더(32)가 함께 일체가 되어 이동을 하게 되며, 피치유도슬라이더(32)의 이동에 따라 래크기어(63)와 치합된 피니언기어(61)가 회전을 하게 되고, 피니언기어(61)의 회전에 따라 이와 동체로 구성된 블레이드축받이(52)가 동시 회전을 하고, 블레이드축받이(52)의 회전에 따라 이에 고정된 블레이드축(51)이 일체로 회전을 하여 블레이드(50)의 바람 받는 면적 크기를 변화시킨다. 이때, 피치유도슬라이더(32)는 스프링(90)의 탄성력에 의한 하중을 받는 중이므로, 위치변위를 일으키는 풍압이 약해지면 원상으로 복귀하는 이동 즉, 반대방향 이동(mv2)을 수행하게 되고, 이에 따라 회전의 방향도 원상으로 복귀하는 회전 즉, 반대방향 회전(sp2)을 수행하게 된다. 스프링(90)의 탄성력과 풍압 사이에서 피치유도슬라이더(32)의 위치변위가 결정되고 이에 따라 피니언기어(61)의 회전이 결정되어 결국은, 블레이드(50)가 회전하여 바람을 받는 단면적의 크기가 결정된다.Looking at the operating state together with the example of FIG. 5 , after the rotatable circular pinion gear 61 is meshed with the linear rack gear 63 with fixed position movement, the pinion gear 61 is moved by an external force. When it moves in the longitudinal direction (mv1), eventually the pinion gear 61 rotates (sp1). Movement and rotation is started as the blade 50 is pushed backward (or forward) by an external force by wind pressure, and at the same time the blade shaft 51, the blade bearing 52 and the pitch induction slider 32 are They move together as one unit, and according to the movement of the pitch induction slider 32, the rack gear 63 and the pinion gear 61 meshed with each other rotates, and according to the rotation of the pinion gear 61, this body The blade bearing 52 is rotated simultaneously, and the blade shaft 51 fixed thereto rotates integrally according to the rotation of the blade bearing 52 to change the size of the wind receiving area of the blade 50 . At this time, since the pitch induction slider 32 is receiving a load due to the elastic force of the spring 90, when the wind pressure causing the positional displacement is weakened, a movement that returns to the original state, that is, a movement in the opposite direction (mv2) is performed, and accordingly The direction of rotation also returns to the original state, that is, the opposite rotation (sp2) is performed. The positional displacement of the pitch-inducing slider 32 is determined between the elastic force of the spring 90 and the wind pressure, and accordingly the rotation of the pinion gear 61 is determined. is decided

허브축(31); 피치유도슬라이더(32);
피치시스템(41);
블레이드축(51); 블레이드축받이(52);
피니언기어(61);hub shaft 31; pitch induction slider (32);
pitch system 41;
blade shaft 51; Blade bearing (52);
pinion gear 61;

Claims (1)

블레이드(50)가 블레이드축받이(52)에 고정결합이 되고, 허브축(31)이 샤프트에 고정결합이 되는 풍력발전기의 피치제어방법에 있어서,
풍력발전기는 피치유도슬라이더(32), 스프링(90), 스프링지지판(91) 및 허브축(31)을 더 포함하고, 허브축(31)은 후단부에 스프링지지판(91)을 포함하고, 허브축(31)에 피치유도슬라이더(32)가 길이방향으로 이동 가능하게 슬라이딩결합이 되고, 피치유도슬라이더(32)와 스프링지지판(91) 사이에 개재되는 방법으로 허브축(31)에 스프링(90)이 끼워지고, 허브축(31)에 허브(40)가 고정결합이 되고, 허브(40)의 외주변에 등 간격으로 복수 개의 피치유도절개홈(x1)이 형성되고, 각 피치유도절개홈(x1)의 길이방향 일측면에는 래크기어(63)가 형성되고, 피치유도슬라이더(32)의 외주변에 등 간격으로 복수 개의 블레이드축받이(52)가 회전결합이 되고, 각 블레이드축받이(52)는 외주변에 피니언기어(61)를 구비하고, 각 피니언기어(61)와 래크기어(63)가 치합이 된 상태로 준비되어서,
풍압에 의해 피치유도슬라이더(32)가 이동을 하면, 위치가 고정된 래크기어(63)에 치합된 피니언기어(61)가 피치유도슬라이더(32)를 따라 이동하면서 회전이 이루어지고, 이에 따라 블레이드(50)의 피치 조절이 이루어지며, 풍압이 해지되면, 피치유도슬라이더(32)가 스프링(90)에 의해 원위치로 탄성복귀하면서 피니언기어(61)가 역방향으로 회전하여 블레이드(50)의 피치조절이 원위치 되는, 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 피치제어방법.In the pitch control method of a wind power generator in which the blade 50 is fixedly coupled to the blade bearing 52, and the hub shaft 31 is fixedly coupled to the shaft,
The wind power generator further includes a pitch induction slider 32, a spring 90, a spring support plate 91 and a hub shaft 31, the hub shaft 31 includes a spring support plate 91 at the rear end, and the hub The pitch induction slider 32 is slidably coupled to the shaft 31 to be movable in the longitudinal direction, and the spring 90 on the hub shaft 31 is interposed between the pitch induction slider 32 and the spring support plate 91 . ) is fitted, the hub 40 is fixedly coupled to the hub shaft 31, and a plurality of pitch-guided incision grooves (x1) are formed at equal intervals on the outer periphery of the hub 40, and each pitch-guided incision groove is formed. A rack gear 63 is formed on one side in the longitudinal direction of (x1), and a plurality of blade bearings 52 are rotationally coupled at equal intervals around the outer periphery of the pitch induction slider 32, and each blade bearing 52 ) is provided with a pinion gear 61 on the outer periphery, and each pinion gear 61 and the rack gear 63 are prepared in a meshed state,
When the pitch induction slider 32 moves by wind pressure, the pinion gear 61 meshed with the rack gear 63 having a fixed position rotates while moving along the pitch induction slider 32, and accordingly The pitch of the blade 50 is adjusted, and when the wind pressure is released, the pitch induction slider 32 elastically returns to the original position by the spring 90 while the pinion gear 61 rotates in the reverse direction to rotate the pitch of the blade 50. Pitch control method of a wind power generator, characterized in that the adjustment is the original position.
KR1020210013868A 2019-12-27 2021-02-01 Wind turbine blade pitch control method KR102337984B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210013868A KR102337984B1 (en) 2019-12-27 2021-02-01 Wind turbine blade pitch control method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190177159A KR102221312B1 (en) 2019-12-27 2019-12-27 Wind turbine blade pitch control apparatus
KR1020210013868A KR102337984B1 (en) 2019-12-27 2021-02-01 Wind turbine blade pitch control method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190177159A Division KR102221312B1 (en) 2019-12-27 2019-12-27 Wind turbine blade pitch control apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210084353A true KR20210084353A (en) 2021-07-07
KR102337984B1 KR102337984B1 (en) 2021-12-14

Family

ID=75169206

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190177159A KR102221312B1 (en) 2019-12-27 2019-12-27 Wind turbine blade pitch control apparatus
KR1020210013868A KR102337984B1 (en) 2019-12-27 2021-02-01 Wind turbine blade pitch control method

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190177159A KR102221312B1 (en) 2019-12-27 2019-12-27 Wind turbine blade pitch control apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102221312B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102556369B1 (en) 2021-12-15 2023-07-18 주식회사 금풍 Wind power generation having power-off pitch control structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060646A (en) * 2002-06-05 2004-02-26 Furukawa Co Ltd Starting wind speed reducing device for wind mill
KR20100023344A (en) * 2008-08-21 2010-03-04 이달은 A wind-dynamotor
JP2010261344A (en) * 2009-05-01 2010-11-18 Sanki Dengyo Kk Wind power generator
KR101004343B1 (en) * 2010-06-23 2010-12-27 (주) 파루 Blade pitch control device for wind power generator
KR101618103B1 (en) * 2015-10-07 2016-05-04 (주)삼원밀레니어 Passive blade pitch control module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060646A (en) * 2002-06-05 2004-02-26 Furukawa Co Ltd Starting wind speed reducing device for wind mill
KR20100023344A (en) * 2008-08-21 2010-03-04 이달은 A wind-dynamotor
JP2010261344A (en) * 2009-05-01 2010-11-18 Sanki Dengyo Kk Wind power generator
KR101004343B1 (en) * 2010-06-23 2010-12-27 (주) 파루 Blade pitch control device for wind power generator
KR101618103B1 (en) * 2015-10-07 2016-05-04 (주)삼원밀레니어 Passive blade pitch control module

Also Published As

Publication number Publication date
KR102221312B1 (en) 2021-03-02
KR102337984B1 (en) 2021-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1683965B1 (en) Horizontal axis wind turbine
ES2938869T3 (en) Procedures and systems for operating a wind turbine in low noise modes of operation
CN104153940A (en) Variable attack-angle device of vertical-shaft wind electric generator blade
KR102337984B1 (en) Wind turbine blade pitch control method
KR101581336B1 (en) Rotatable individual generation device
KR101128113B1 (en) Wind power generator
EP3428449A1 (en) Clamping apparatus for positioning a main bearing of a wind turbine during an installation and/or repair procedure
KR102337988B1 (en) Windmill with pitch control apparatus
KR20110008945U (en) Blade Tilt Control Device For Wind Power Generation
CN103939289A (en) Vertical-axis wind turbine capable of adjusting angle of attack automatically
KR101547827B1 (en) Angle adjustable sunlight tracker performed by wire
CN108400764B (en) A kind of helioplant tracked from trend day
CN108039858B (en) Solar module support convenient to adjust
KR20220090942A (en) Wind turbine blade pitch control system
CN114810496A (en) Multi-angle rotating wind power generation system
CN110107456B (en) Vertical wind energy conversion device of passive adjustable declination
CN114263563A (en) Wind power generation system capable of automatically adjusting windward angle
KR101478575B1 (en) Passive blade pitch control module
CN102996351A (en) Vertical-shaft wind turbine
CN113107791A (en) Convenient driving type wind power blade cabin cover installation mechanism
CN219953543U (en) Adjustment mechanism and wind-driven generator blade installation auxiliary device
CN104454306A (en) Rotary guide rod type blade telescopic mechanism and tidal power generator adopting same
CN219176492U (en) Stable support for offshore wind driven generator
CN203685474U (en) Wind driven generator centrifugal weight speed adjusting type variable pitch mechanism
CN208858496U (en) A kind of wind power plant convenient for adjusting