專利名稱：風壓變槳風力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種風壓變槳風力發(fā)電機。
背景技術(shù)：
由于風力發(fā)電機只能在風資源較充沛的地區(qū)應用，而風資源充沛地區(qū)往往具有大風、陣風甚至是臺風等不穩(wěn)定環(huán)境與惡劣天氣。因此風力發(fā)電機在這樣的環(huán)境下工作必須具有自我防護，抵御大風、陣風的的能力。從而風力發(fā)電機工作中安全威脅主要來自于高風速下對風力發(fā)電機風輪所產(chǎn)生的風壓，因此克服風壓的載荷，有效抵御這種載荷，成了風力發(fā)電機是否能在大風下安全工作的關(guān)鍵。而且在大風中，風輪轉(zhuǎn)速又面臨隨風速上升而急速上升的問題，因此控制穩(wěn)定轉(zhuǎn)速也是保證風力發(fā)電機安全工作的關(guān)鍵。風力發(fā)電機變槳距技術(shù)由于輸出穩(wěn)定、抗大風能力強，效率高，已經(jīng)發(fā)展成為行業(yè)的一個趨勢，提供一種簡易可靠耐用的變槳距風力發(fā)電機顯得尤為必要。目前國內(nèi)外中小型風力發(fā)電機變槳矩技術(shù)也發(fā)展較為迅猛，特別是離心變槳技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但離心變槳技術(shù)因?qū)︼L輪轉(zhuǎn)速有較高的要求實際應用中也有諸多制約和弊端。因此通過一種較為可靠的風壓變槳距技術(shù)來實現(xiàn)風力發(fā)電機安全、可靠的工作顯得尤為必要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是研制一種通過風壓對風輪的推動位移從而改變?nèi)~片槳距角、 結(jié)構(gòu)簡單的風壓變槳風力發(fā)電機，該技術(shù)結(jié)構(gòu)適用于下風向風力發(fā)電機。本實用新型風壓變槳風力發(fā)電機，包括風葉1和風壓變槳風力發(fā)電機主機2，所述風壓變槳風力發(fā)電機主機2包括變槳機構(gòu)、回轉(zhuǎn)體組件和發(fā)電機組件，所述風葉1和變槳機構(gòu)中的風葉連接軸7相連，所述變槳機構(gòu)的輪轂15和回轉(zhuǎn)體組件中的主軸41左端的法蘭通過第二螺栓44相連，發(fā)電機組件中的電機軸連接套21和回轉(zhuǎn)體組件中的花鍵套20用第三螺栓56、聚氨酯套55、自鎖螺母M連接。所述風葉1、輪轂15與風壓變槳風力發(fā)電機主機2連接，風力發(fā)電機主機2又與塔桿3連接，塔桿3上裝有檢修平臺4、爬梯5。所述變槳機構(gòu)，包括輪轂15，輪轂15的端面連有后導流罩6，輪轂15上設(shè)置有三個均布的軸承室，三個軸承室端面均設(shè)置有輪轂連接法蘭8，軸承室中裝有風葉連接軸7， 風葉連接軸7外套有輪轂軸承37，三只風葉連接軸7的根部與三只曲柄35相連，三只曲柄 35通過關(guān)節(jié)球軸承33、關(guān)節(jié)軸承連接螺桿34與同步盤31相連，同步盤31通過鎖緊螺栓32 與往復桿36相連，往復桿36的另一頭與發(fā)電機組件中的固定盤42通過圓柱銷38連接。所述回轉(zhuǎn)體組件，包括主軸機構(gòu)和彈簧復位機構(gòu)，所述主軸機構(gòu)包括主軸41的右端中間部位與止動軸承50連接，內(nèi)圈通過螺母60鎖緊，止動軸承50外圈與止動軸承室 51連接，軸向通過止動軸承連接法蘭52限位，止動軸承連接法蘭52上兩邊設(shè)置有限位塊 61，限位塊61的末端有兩個撥叉，靠在兩只復位彈簧拉桿30上，并對第二彈簧壓蓋四產(chǎn)生限位；主軸41套在面接觸軸承內(nèi)套47內(nèi)，并用緊定螺釘鎖緊，無油軸承套48套在面接觸軸承內(nèi)套47外，面接觸軸承外套49套在無油軸承套48外，面接觸軸承外套49與主軸軸承室 9通過四只第四螺栓59連接；輪轂15與主軸41左端的法蘭通過第二螺栓44相連，主軸41 的右端和花鍵套20相連；所述彈簧復位機構(gòu)，包括彈簧拉桿30通過第一螺栓沈固定在回轉(zhuǎn)體12內(nèi)部的兩只連接耳上，兩只大彈簧19和兩只小彈簧觀前后端通過第一彈簧壓蓋27和第二彈簧壓蓋四限位，第一彈簧壓蓋27通過螺紋連接、鎖緊螺母固定在彈簧拉桿30上，第二彈簧壓蓋 29相對彈簧拉桿30可以發(fā)生位移滑動。所述回轉(zhuǎn)體12通過上下軸承25和立軸17相連，立軸17下部和減震盤18相連。所述發(fā)電機組件中的電機軸連接套21和回轉(zhuǎn)體組件的花鍵套20之間設(shè)置有固定盤42，花鍵套20、固定盤42、電機軸連接套21通過第三螺栓56、聚氨酯套55、自鎖螺母M 連接；電機軸連接套21與電機軸22通過平鍵57、定位銷58連接。發(fā)電機組件，包括電機殼13，電機殼13內(nèi)設(shè)定轉(zhuǎn)子45、軸承43、集電滑環(huán)24，其組合連接為常規(guī)連接方式，集電滑環(huán)M將發(fā)的電傳輸出去，避免風輪對風偏航轉(zhuǎn)動過程中電纜的解纜問題，集電滑環(huán)M固定段的電由電纜53傳輸至輸電控制端。本實用新型風壓變槳風力發(fā)電機是這樣實現(xiàn)的當風W吹動風葉1開始旋轉(zhuǎn)時， 這時風輪旋轉(zhuǎn)平面L就承受到了一個風的壓力，即風壓，當風速越大風壓就越大；(如圖 lal-a3)當風速Wl達到啟動風速(約3m/s)時，風吹動風葉1開始旋轉(zhuǎn)，這時風葉1相對風力發(fā)電機主機2的距離行程為d，槳葉葉尖弦心線Ll相對風葉旋轉(zhuǎn)平面L有一個正的角度 (啟動角度)a° (約12° -15° )，這時風葉1能產(chǎn)生較大的啟動力矩，便于啟動；這時兩套彈簧都在非壓迫狀態(tài)，小彈簧觀相對大彈簧19有空隙距離da，其大彈簧的高度為D1，小彈簧的高度為Dl-da;(如圖lbl-b3)當風速W2達到切入風速(約5m/s)時，風產(chǎn)生的風壓推動風輪發(fā)生位移，風葉1相對風力發(fā)電機主機2的距離行程擴大為dl，這時槳葉的葉尖弦心線 Ll與風葉旋轉(zhuǎn)平面L重合，角度變化到b° (0° )，這時為葉片的最佳效率角狀態(tài)，風葉1 達到最佳效率開始發(fā)電；這時大彈簧19受限位塊61的壓迫位移，與小彈簧觀靠攏，但受小彈簧觀的阻擋不能再位移，起到穩(wěn)定的作用，這時大小彈簧的高度都為D2，db等于0 ；(如圖lcl-c3)當風W繼續(xù)增大，超過額定風速W3 (約9m/s-12m/s)，這時在風壓的作用下，風葉1相對風力發(fā)電機主機2的距離行程繼續(xù)位移擴大至d2，這時槳葉葉尖弦心線Ll相對風葉旋轉(zhuǎn)平面L產(chǎn)生一個趨向負角(限速角度)c° (約-2° -6° )，這時風葉1的轉(zhuǎn)速開始被限制，從而達到了在高風速下風力發(fā)電機工作在限速穩(wěn)速工作狀態(tài)，避免后端輸出超載荷； 這時由于壓力過大，大小彈簧同時被限位塊61繼續(xù)壓迫，而風輪在發(fā)生變槳限速穩(wěn)速的同時，風輪又不至于產(chǎn)生過大的負角或飛出去，起到了限位作用；當風速減小，在彈簧復位力的作用下，風力發(fā)電機又將回到起始工作狀態(tài)。本實用新型風壓變槳風力發(fā)電機的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)通過風所產(chǎn)生的風壓來改變?nèi)~片的槳距角，達到使風力發(fā)電機更高效、安全發(fā)電的目的，在高風速和陣風情況下具有安全限速作用，具有抵御大風能力，保證風力機更安全的運行。

圖1 al為本實用新型在Wl風速下的整體結(jié)構(gòu)示意圖；a2為本實用新型在Wl風速下的槳葉槳距角變化工作狀態(tài)圖；[0017]a3為本實用新型在Wl風速下的彈簧復位機構(gòu)的行程變化圖；圖1 bl為本實用新型在W2風速下的整體結(jié)構(gòu)示意圖；b2為本實用新型在W2風速下的槳葉槳距角變化工作狀態(tài)圖；b3為本實用新型在W2風速下的彈簧復位機構(gòu)的行程變化圖；圖1 cl為本實用新型在W3風速下的整體結(jié)構(gòu)示意圖；c2為本實用新型在W3風速下的槳葉槳距角變化工作狀態(tài)圖；c3為本實用新型在W3風速下的彈簧復位機構(gòu)的行程變化圖；圖2為風壓變槳風力發(fā)電機主機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 a為變槳機構(gòu)和彈簧復位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；b為回轉(zhuǎn)體的彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖；c為變槳機構(gòu)的輪轂部分的結(jié)構(gòu)示意圖；d為變槳機構(gòu)的輪轂部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 a為風壓變槳風力發(fā)電機主機的左視圖；b為風壓變槳風力發(fā)電機主機A-A向剖視圖；c為風壓變槳風力發(fā)電機主機B-B向剖視圖。圖中，V為葉尖旋向，L為風葉旋轉(zhuǎn)平面，Ll為葉片葉尖弦心線，W為風速風向。
具體實施方式
如圖Ial-a3、bl_b3、cl_c3、圖 2、圖 3a、b、c、d、圖 4a、b、c 所示，一種風壓變槳風力發(fā)電機，包括風葉1和風壓變槳風力發(fā)電機主機2，所述風壓變槳風力發(fā)電機主機2包括變槳機構(gòu)、回轉(zhuǎn)體組件和發(fā)電機組件，所述風葉1和變槳機構(gòu)中的風葉連接軸7相連，所述變槳機構(gòu)的輪轂15和回轉(zhuǎn)體組件中的主軸41左端的法蘭通過第二螺栓44相連，發(fā)電機組件中的電機軸連接套21和回轉(zhuǎn)體組件中的花鍵套20用第三螺栓56、聚氨酯套55、自鎖螺母M連接。所述風葉1、輪轂15與風壓變槳風力發(fā)電機主機2連接，風力發(fā)電機主機2又與塔桿3連接，塔桿3上裝有檢修平臺4、爬梯5。所述變槳機構(gòu)，包括輪轂15，輪轂15的端面連有后導流罩6，輪轂15上設(shè)置有三個均布的軸承室，三個軸承室端面均設(shè)置有輪轂連接法蘭8，軸承室中裝有風葉連接軸7， 風葉連接軸7外套有輪轂軸承37，三只風葉連接軸7的根部與三只曲柄35相連，三只曲柄 35通過關(guān)節(jié)球軸承33、關(guān)節(jié)軸承連接螺桿34與同步盤31相連，同步盤31通過鎖緊螺栓32 與往復桿36相連，往復桿36的另一頭與發(fā)電機組件中的固定盤42通過圓柱銷38連接。往復桿36、尼龍?zhí)?0都安裝在主軸41的內(nèi)部，尼龍?zhí)?0與主軸41通過過盈配合，已經(jīng)被主軸41限位。因此往復桿36相對尼龍?zhí)?0可以相對滑動，往復桿36因與固定盤42通過圓柱銷38連接，由于受到電機軸連接套21的限制不能發(fā)生位移，而主軸41、輪轂15由于通過無油軸承套可以有軸向位移的運動，在風速的作用下，風輪承受風壓的壓迫使得輪轂15、主軸41可以產(chǎn)生位移，從而發(fā)生變槳。所述回轉(zhuǎn)體組件，包括主軸機構(gòu)和彈簧復位機構(gòu)，所述主軸機構(gòu)包括主軸41的右端中間部位與止動軸承50連接，內(nèi)圈通過螺母60鎖緊，止動軸承50外圈與止動軸承室 51連接，軸向通過止動軸承連接法蘭52限位，止動軸承連接法蘭52上兩邊設(shè)置有限位塊61，限位塊61的末端有兩個撥叉，靠在兩只復位彈簧拉桿30上，并對彈簧壓蓋四產(chǎn)生限位；主軸41套在面接觸軸承內(nèi)套47內(nèi)，并用緊定螺釘鎖緊，無油軸承套48套在面接觸軸承內(nèi)套47外，面接觸軸承外套49套在無油軸承套48外，面接觸軸承外套49與主軸軸承室9 通過四只第四螺栓59連接；輪轂15與主軸41左端的法蘭通過第二螺栓44相連，主軸41 的右端和花鍵套20相連；主軸41與面接觸軸承內(nèi)套47在無油軸承套48的配合作用下相對面接觸軸承外套49、主軸軸承室9既可以相對轉(zhuǎn)動也可以軸向位移滑動。所述彈簧復位機構(gòu)，包括彈簧拉桿30通過第一螺栓沈固定在回轉(zhuǎn)體12內(nèi)部的兩只連接耳上，兩只大彈簧19和兩只小彈簧觀前后端通過第一彈簧壓蓋27和第二彈簧壓蓋四限位，第一彈簧壓蓋27通過螺紋連接、鎖緊螺母固定在彈簧拉桿30上，第二彈簧壓蓋 29相對彈簧拉桿30可以發(fā)生位移滑動。所述回轉(zhuǎn)體12通過上下軸承25和立軸17相連，立軸17下部和減震盤18相連。所述發(fā)電機組件中的電機軸連接套21和回轉(zhuǎn)體組件的花鍵套20之間設(shè)置有固定盤42，花鍵套20、固定盤42、電機軸連接套21通過第三螺栓56、聚氨酯套55、自鎖螺母M 連接；電機軸連接套21與電機軸22通過平鍵57、定位銷58連接。發(fā)電機組件，包括電機殼13，電機殼13內(nèi)設(shè)定轉(zhuǎn)子45、軸承43、集電滑環(huán)M，其組合連接為常規(guī)連接方式，集電滑環(huán)M將發(fā)的電傳輸出去，避免風輪對風偏航轉(zhuǎn)動過程中電纜的解纜問題，集電滑環(huán)M固定段的電由電纜53傳輸至輸電控制端。
權(quán)利要求1.一種風壓變槳風力發(fā)電機，包括風葉⑴和風壓變槳風力發(fā)電機主機⑵，其特征在于所述風壓變槳風力發(fā)電機主機⑵包括變槳機構(gòu)、回轉(zhuǎn)體組件和發(fā)電機組件，所述風葉⑴ 和變槳機構(gòu)中的風葉連接軸(7)相連，所述變槳機構(gòu)的輪轂(15)和回轉(zhuǎn)體組件中的主軸左端的法蘭通過第二螺栓G4)相連，發(fā)電機組件中的電機軸連接套和回轉(zhuǎn)體組件中的花鍵套 用第三螺栓(56)、聚氨酯套(5 、自鎖螺母(54)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風壓變槳風力發(fā)電機，其特征在于所述變槳機構(gòu)，包括輪轂(15)，輪轂(15)的端面連有后導流罩(6)，輪轂(15)上設(shè)置有三個均布的軸承室，三個軸承室端面均設(shè)置有輪轂連接法蘭⑶，軸承室中裝有風葉連接軸(7)，風葉連接軸(7)外套有輪轂軸承(37)，三只風葉連接軸(7)的根部與三只曲柄(3 相連，三只曲柄(3 通過關(guān)節(jié)球軸承 (33)、關(guān)節(jié)軸承連接螺桿(34)與同步盤(31)相連，同步盤(31)通過鎖緊螺栓(3 與往復桿(36)相連，往復桿(36)的另一頭與發(fā)電機組件中的固定盤G2)通過圓柱銷(38)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風壓變槳風力發(fā)電機，其特征在于所述回轉(zhuǎn)體組件，包括主軸機構(gòu)和彈簧復位機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風壓變槳風力發(fā)電機，其特征在于所述發(fā)電機組件中的電機軸連接套和回轉(zhuǎn)體組件的花鍵套 之間設(shè)置有固定盤(42)，花鍵套 、固定盤 (42)、電機軸連接套通過第三螺栓(56)、聚氨酯套(5 、自鎖螺母(54)連接；電機軸連接套與電機軸0 通過平鍵(57)、定位銷(58)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風壓變槳風力發(fā)電機，其特征在于所述主軸機構(gòu)包括 主軸Gl)的右端中間部位與止動軸承(50)連接，內(nèi)圈通過螺母(60)鎖緊，止動軸承(50) 外圈與止動軸承室(51)連接，軸向通過止動軸承連接法蘭(5 限位，止動軸承連接法蘭 (52)上兩邊設(shè)置有限位塊(61)，限位塊(61)的末端有兩個撥叉，靠在兩只復位彈簧拉桿 (30)上，并對第二彈簧壓蓋09)產(chǎn)生限位；主軸套在面接觸軸承內(nèi)套G7)內(nèi)，并用緊定螺釘鎖緊，無油軸承套G8)套在面接觸軸承內(nèi)套G7)外，面接觸軸承外套G9)套在無油軸承套G8)外，面接觸軸承外套G9)與主軸軸承室⑶通過四只第四螺栓(59)連接；輪轂(15)與主軸Gl)左端的法蘭通過第二螺栓G4)相連，主軸Gl)的右端和花鍵套 相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風壓變槳風力發(fā)電機，其特征在于所述彈簧復位機構(gòu)， 包括彈簧拉桿(30)通過第一螺栓06)固定在回轉(zhuǎn)體(1 內(nèi)部的兩只連接耳上，兩只大彈簧 (19)和兩只小彈簧08)前后端通過第一彈簧壓蓋(XT)和第二彈簧壓蓋09)限位，第一彈簧壓蓋(XT)通過螺紋連接、鎖緊螺母固定在彈簧拉桿(30)上，第二彈簧壓蓋位9)相對彈簧拉桿(30)發(fā)生位移滑動。
專利摘要一種風壓變槳風力發(fā)電機，包括風葉⑴和風壓變槳風力發(fā)電機主機⑵，所述風壓變槳風力發(fā)電機主機⑵包括變槳機構(gòu)、回轉(zhuǎn)體組件和發(fā)電機組件，所述風葉⑴和變槳機構(gòu)中的風葉連接軸⑺相連，所述變槳機構(gòu)的輪轂⒂和回轉(zhuǎn)體組件中的主軸(41)左端的法蘭通過第二螺栓(44)相連，發(fā)電機組件中的電機軸連接套(21)和回轉(zhuǎn)體組件中的花鍵套⒇用第三螺栓(56)、聚氨酯套(55)、自鎖螺母(54)連接。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)通過風所產(chǎn)生的風壓來改變?nèi)~片的槳距角，達到使風力發(fā)電機更高效、安全發(fā)電的目的，在高風速和陣風情況下具有安全限速作用，具有抵御大風能力，保證風力機更安全的運行。
文檔編號F03D9/00GK202091119SQ20112015491
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者楊永新 申請人:楊永新