專利名稱：自適應(yīng)扭簧調(diào)速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種由自適應(yīng)扭簧變槳距結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)風(fēng)葉轉(zhuǎn)速的中小型風(fēng)力 發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
眾所周知，當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳葉轉(zhuǎn)速將隨風(fēng)速的變化而變化。 但風(fēng)力發(fā)電機(jī)所有材料的物理性能都是有限度的，過高的風(fēng)速不僅會(huì)使風(fēng)機(jī)槳 葉損壞，還會(huì)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓大幅升高，除擊穿發(fā)電機(jī)絕緣外，尚使 系統(tǒng)負(fù)載因過電壓而燒毀。因此，在這種情況下，必須采取措施控制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速。 這種控制方式稱作風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉的調(diào)速或失速。
目前，為了防止中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的"飛車"故障，普遍采用使其機(jī)頭扭 頭或仰頭，以減小風(fēng)葉迎風(fēng)角的方式來降低轉(zhuǎn)速。但在扭頭和仰頭調(diào)速機(jī)構(gòu)中， 都需設(shè)置外置式拉簧及連接拉簧與機(jī)體的搖臂，以達(dá)到承受風(fēng)力而改變風(fēng)葉迎 風(fēng)角的目的。然而當(dāng)風(fēng)速高于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的停機(jī)風(fēng)速時(shí)，為使風(fēng)輪順槳，拉簧 必須自鎖，以便將順槳狀態(tài)鎖死。此后，即使風(fēng)速降低至可利用范圍，非經(jīng)人 工復(fù)位，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將一直保持順槳停轉(zhuǎn)，而無法進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。頻繁的人工 干預(yù)不僅使用戶不勝其煩，而且在夜間、雨雪天氣及無人值守的情況下，人工 干預(yù)幾乎變?yōu)椴豢赡?，因而白白地丟棄了發(fā)電時(shí)機(jī)，使系統(tǒng)利用率大為降低。
由電子電路控制的各類機(jī)械、液壓型調(diào)速裝置早已運(yùn)用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)
組及較大容量的中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(》50KW)，但在50KW及以下的中小型機(jī) 組中，由于上述調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，維修工作量及難度都有所增加， 故至今未得到實(shí)際應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，進(jìn)而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、 制作成本低、易于維修、系統(tǒng)利用率高、可在風(fēng)速超出額定風(fēng)速時(shí)自動(dòng)調(diào)整風(fēng) 葉槳距以達(dá)到調(diào)速目的的自適應(yīng)扭簧調(diào)速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的自適應(yīng)扭 簧調(diào)速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)由可變槳距風(fēng)葉和機(jī)頭組成，可變槳距風(fēng)葉通過風(fēng)葉根部 的槳葉軸安裝于機(jī)頭端部的輪轂中，強(qiáng)力彈簧套裝于槳葉軸底部與調(diào)節(jié)鎖緊螺 母之間。在風(fēng)葉繞槳葉軸旋轉(zhuǎn)而改變槳距時(shí)，強(qiáng)力彈簧將被擰緊或放松。實(shí)際 工作中，當(dāng)風(fēng)速在額定風(fēng)速以內(nèi)時(shí)，風(fēng)葉迎風(fēng)面受力與彈簧扭力平衡，迎風(fēng)角 不變化，當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)葉克服彈簧扭力繞軸旋轉(zhuǎn)，改變槳距以實(shí) 現(xiàn)調(diào)速。順槳后，如風(fēng)力減小，風(fēng)葉軸在扭力作用下脫出順槳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng) 葉的自動(dòng)復(fù)位。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型由于采用了可自動(dòng)復(fù)位的自適應(yīng)變槳距風(fēng)葉 扭簧調(diào)速的設(shè)計(jì)方案，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)可根據(jù)風(fēng)速變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)葉轉(zhuǎn)速， 具有結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、易于維修、系統(tǒng)利用率高等優(yōu)點(diǎn)。


圖l是該裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是變槳距風(fēng)葉的受力工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合圖l和圖2敘述本實(shí)用新型的工作原理。
在圖l所示實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)由可變槳距風(fēng)葉(l)、槳葉軸(2)、機(jī)頭(3)、 輪轂(4)、強(qiáng)力彈簧(5)、調(diào)節(jié)鎖緊螺母(6)等組成，可變槳距風(fēng)葉(l)通過風(fēng)葉根部 的槳葉軸(2)安裝于機(jī)頭(3)端部的輪轂(4)中，強(qiáng)力彈簧(5)套裝于槳葉軸底部與調(diào) 節(jié)鎖緊螺母(6)之間。風(fēng)葉繞槳葉軸旋轉(zhuǎn)而改變槳距時(shí)，強(qiáng)力彈簧將被擰緊或放松。
本實(shí)用新型中自適應(yīng)變槳距風(fēng)葉的調(diào)速原理如圖2所示，當(dāng)風(fēng)速在風(fēng)力發(fā) 電機(jī)運(yùn)行的額定風(fēng)速以內(nèi)時(shí)，風(fēng)葉迎風(fēng)面承受空氣總動(dòng)力F的分力Fl與強(qiáng)力彈 簧的扭力相平衡，風(fēng)葉的迎風(fēng)角不發(fā)生變化。當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)葉迎 風(fēng)面承受空氣總動(dòng)力增大，F(xiàn)l大于彈簧的扭力，迎風(fēng)面的相對(duì)風(fēng)向角加大，風(fēng) 葉繞軸旋轉(zhuǎn)，其安裝角即槳距亦隨之被改變。風(fēng)速超出額定風(fēng)速愈多，風(fēng)葉槳 距變化愈甚，以此達(dá)到了調(diào)速的目的。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到設(shè)計(jì)的停機(jī)風(fēng)速時(shí)，風(fēng)葉迎 風(fēng)面的相對(duì)風(fēng)向角將旋至最大，風(fēng)葉進(jìn)入順槳位置，風(fēng)力發(fā)電機(jī)停機(jī)。而當(dāng)風(fēng) 力由停機(jī)風(fēng)速減小時(shí)，F(xiàn)l小于強(qiáng)力彈簧的扭力，風(fēng)葉軸在扭力作用下由順槳狀 態(tài)逸出，使風(fēng)葉可承受風(fēng)力而重新旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)復(fù)位的目的。改變調(diào)節(jié)鎖 緊螺母的位置，將增加或減少強(qiáng)力彈簧的扭力，進(jìn)而改變風(fēng)葉在不同風(fēng)力下的 調(diào)節(jié)靈敏度，以適應(yīng)不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要。
圖2中F2為扭力，V為相對(duì)風(fēng)速，Vl為風(fēng)速，V2為葉片線速度，a為迎
角，e為相對(duì)風(fēng)向角，S為安裝角。
權(quán)利要求1.一種自適應(yīng)扭簧調(diào)速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由可變槳距風(fēng)葉和機(jī)頭組成，其特征在于可變槳距風(fēng)葉(1)通過風(fēng)葉根部的槳葉軸(2)安裝于機(jī)頭(3)端部的輪轂(4)中，強(qiáng)力彈簧(5)套裝于槳葉軸底部與調(diào)節(jié)鎖緊螺母(6)之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可根據(jù)風(fēng)速情況調(diào)節(jié)風(fēng)葉轉(zhuǎn)速的自適應(yīng)扭簧調(diào)速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由可變槳距風(fēng)葉和機(jī)頭組成，可變槳距風(fēng)葉通過其根部槳葉軸安裝于機(jī)頭端部的輪轂中，強(qiáng)力彈簧套裝于槳葉軸底部與調(diào)節(jié)鎖緊螺母之間，在風(fēng)葉繞槳葉軸旋轉(zhuǎn)而改變槳距時(shí)，強(qiáng)力彈簧被壓縮或彈開。工作中，當(dāng)風(fēng)速在額定風(fēng)速以內(nèi)時(shí)，風(fēng)葉迎風(fēng)面受力與彈簧扭力平衡，迎風(fēng)角不變化；風(fēng)速超過額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)葉克服彈簧扭力繞軸旋轉(zhuǎn)，改變槳距以實(shí)現(xiàn)調(diào)速；順槳后，如風(fēng)力減小，風(fēng)葉軸在扭力作用下脫出順槳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)葉的自動(dòng)復(fù)位。
文檔編號(hào)F03D11/04GK201011335SQ20062007950
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2006年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者余新洛 申請(qǐng)人:陜西新通智能科技有限公司