利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它包括有偏航平臺(tái)、塔架、發(fā)電機(jī)、風(fēng)速舵、風(fēng)速舵桿和連桿，所述的偏航平臺(tái)安裝在塔架上，至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)直接或者間接安裝在偏航平臺(tái)上，發(fā)電機(jī)通過連桿與風(fēng)速舵桿相連，風(fēng)速舵固定在風(fēng)速舵桿末端。本實(shí)用新型當(dāng)強(qiáng)風(fēng)吹來(lái)時(shí)可提前后傾避風(fēng)，當(dāng)強(qiáng)風(fēng)吹到建筑物時(shí)風(fēng)向會(huì)突然改變，避風(fēng)反應(yīng)靈敏準(zhǔn)確，對(duì)風(fēng)速有較寬的適應(yīng)性，適合一塔多發(fā)。一套一千瓦的模版可以生產(chǎn)一至五千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。一套五千瓦的模版就可以生產(chǎn)出二十五千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。降低了葉片、槳轂、發(fā)電機(jī)的開發(fā)成本。本實(shí)用新型中發(fā)電機(jī)的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置成兩臺(tái)、三臺(tái)、四臺(tái)或者更多臺(tái)。
【專利說(shuō)明】利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，特別是利用風(fēng)速舵調(diào)整槳葉后傾來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
技術(shù)背景
[0002]能源的匱乏和環(huán)境的污染以及國(guó)家對(duì)分布式電源的支持政策，將加速小風(fēng)電走入平常百姓家。目前小風(fēng)電調(diào)速分定槳距和變槳距兩大類，變槳距安全可靠但成本高，定槳距成本低但對(duì)轉(zhuǎn)速控制不佳，電壓浮動(dòng)大，由于設(shè)計(jì)風(fēng)速低抗強(qiáng)風(fēng)能力差。大風(fēng)需要將發(fā)電機(jī)放倒避風(fēng)。定槳距有以下幾種調(diào)速方式，I葉尖失速，2電磁剎車，3側(cè)偏，4后傾，5電磁剎車加側(cè)偏，采用葉尖失速風(fēng)能利用率低。電磁剎車加側(cè)偏轉(zhuǎn)速控制的還行但對(duì)風(fēng)不準(zhǔn)確，還會(huì)使風(fēng)機(jī)擺來(lái)擺去，降低電機(jī)軸承和槳葉使用壽命。而后傾只能手動(dòng)停車，很少被采用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)風(fēng)阻小、對(duì)風(fēng)準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，大風(fēng)也不用放倒避風(fēng)。
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括有偏航平臺(tái)、塔架、發(fā)電機(jī)、風(fēng)速舵、風(fēng)速舵桿和連桿，所述的偏航平臺(tái)安裝在塔架上，至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)直接或者間接安裝在偏航平臺(tái)上，發(fā)電機(jī)通過連桿與風(fēng)速舵桿相連，風(fēng)速舵固定在風(fēng)速舵桿末端。
[0006]所述的發(fā)電機(jī)的數(shù)量為一臺(tái)，所述的發(fā)電機(jī)通過后傾軸活動(dòng)安裝在偏航平臺(tái)上，后傾軸位于發(fā)電機(jī)下部并低于發(fā)電機(jī)軸心線；發(fā)電機(jī)前下端安裝有前傾限位。
[0007]所述的偏航平臺(tái)用軸承固定在塔架上。
[0008]所述的偏航平臺(tái)上固定安裝有尾桿，尾桿尾部設(shè)置有方向舵，尾桿的末端與風(fēng)速舵桿相連。
[0009]所述的發(fā)電機(jī)的數(shù)量為四臺(tái)，每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)為一組，兩組發(fā)電機(jī)上下設(shè)置，上、下兩組發(fā)電機(jī)均通過橫桿分別與偏航平臺(tái)上下方安裝的上塔筒和下塔筒相連。
[0010]所述的偏航平臺(tái)通過軸承活動(dòng)安裝在塔架上。
[0011]所述的下塔筒套裝在塔架外面，下塔筒下面兩側(cè)焊接有兩根橫桿，上塔筒上方安裝有一根橫桿，四臺(tái)發(fā)電機(jī)分別通過后傾軸安裝在安裝架上，安裝架安裝在橫桿上，后傾軸與后傾搖臂相連，后傾搖臂通過銷軸與連桿相連，連桿通過連桿軸與風(fēng)速舵桿相連。
[0012]本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
[0013]1、本實(shí)用新型利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用定槳距葉片，葉片成本低，槳轂簡(jiǎn)單無(wú)需維護(hù)。風(fēng)速舵屬于主動(dòng)對(duì)風(fēng)，當(dāng)強(qiáng)風(fēng)吹來(lái)時(shí)可提前后傾避風(fēng)，當(dāng)強(qiáng)風(fēng)吹到建筑物時(shí)風(fēng)向會(huì)突然改變，如果采用側(cè)偏發(fā)電機(jī)會(huì)左右擺動(dòng)并劇烈震動(dòng)，甚至?xí)臉~，但采用后傾設(shè)計(jì)強(qiáng)風(fēng)時(shí)槳葉已接近水平，高強(qiáng)度的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)風(fēng)對(duì)槳葉已不具有破壞性，槳葉后傾減輕了阻力，提高了塔架的抗風(fēng)能力，避風(fēng)反應(yīng)靈敏準(zhǔn)確，對(duì)風(fēng)速有較寬的適應(yīng)性，適合一塔多發(fā)?？梢砸粋€(gè)塔架安裝兩臺(tái)或者更多臺(tái)發(fā)電機(jī)，一套一千瓦的模版可以生產(chǎn)一至五千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。一套五千瓦的模版就可以生產(chǎn)出二十五千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。降低了葉片、槳轂、發(fā)電機(jī)的開發(fā)成本。本實(shí)用新型中發(fā)電機(jī)的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置成兩臺(tái)、三臺(tái)、四臺(tái)或者更多臺(tái)。
[0014]2、本實(shí)用新型利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的單發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，由于在發(fā)電機(jī)下部安裝有后傾軸并低于發(fā)電機(jī)軸心線，使發(fā)電機(jī)可以向后傾斜五十度至六十度，當(dāng)槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)像飛機(jī)螺旋槳一樣產(chǎn)生拉力使風(fēng)力發(fā)電機(jī)后傾，后傾軸與發(fā)電機(jī)軸的距離和使發(fā)電機(jī)回位的力決定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，還有一個(gè)因素決定槳葉的轉(zhuǎn)速，就是槳葉與風(fēng)速的相對(duì)速度，當(dāng)風(fēng)速較大如果負(fù)載較小槳葉轉(zhuǎn)速較快，此時(shí)相對(duì)速度較低，槳葉產(chǎn)生的后傾力較小仍會(huì)超速。當(dāng)風(fēng)向突然轉(zhuǎn)變或突然變小，此時(shí)相對(duì)速度較大后傾拉力就大，在不該后傾時(shí)后傾，降低了風(fēng)能利用率。本實(shí)用新型采用風(fēng)速舵控制后傾和回位，并與槳葉拉力相輔相承，風(fēng)速舵用連桿軸與發(fā)電機(jī)后傾軸連接，拉動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)后傾調(diào)速。風(fēng)速舵為翼型，既能感知風(fēng)速又能產(chǎn)生使發(fā)電機(jī)后傾和回位的拉力，屬于主動(dòng)型對(duì)風(fēng)。當(dāng)風(fēng)速大負(fù)載小相對(duì)速度較小本應(yīng)超速時(shí)，風(fēng)速舵能感知風(fēng)速控制后傾減速，槳葉超過或低于額定轉(zhuǎn)速才會(huì)后傾或回位，屬于被動(dòng)型。主動(dòng)和被動(dòng)相結(jié)合使風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，不用控制器轉(zhuǎn)速仍能控制在額定轉(zhuǎn)速，決定轉(zhuǎn)速的主要是風(fēng)速舵和風(fēng)速而不是負(fù)載，所以負(fù)載減小發(fā)電機(jī)仍能保持額定轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)風(fēng)阻小、對(duì)風(fēng)準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，不但能偏航對(duì)風(fēng)，還能后傾六十度避風(fēng)，大風(fēng)也不用放倒避風(fēng)。適合做成一塔多機(jī)式，同功率塔高不變。
[0015]3、本實(shí)用新型利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的四臺(tái)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，是在偏航平臺(tái)下設(shè)有下塔筒，下塔筒下部?jī)啥撕赣袡M桿，兩端各裝一臺(tái)發(fā)電機(jī)。在偏航平臺(tái)上裝有上塔筒，上塔架上再裝一橫桿，兩端再裝兩臺(tái)發(fā)電機(jī)，平行設(shè)置的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)中間的后方各分別設(shè)置有風(fēng)速舵，用于分別控制上下各兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于發(fā)電機(jī)處于較佳高度，既能捕獲大風(fēng)又能適應(yīng)小風(fēng)，年發(fā)電量更高，多臺(tái)并連電壓穩(wěn)定可以不用控制器和蓄電池，直接帶動(dòng)三相水泵抽水罐溉為農(nóng)民降低成本。小風(fēng)電的安裝都比較靠近住戶，單臺(tái)大功率尺寸大發(fā)生事故危害大，分解成多個(gè)小的發(fā)電機(jī)則安全一些，維護(hù)也方便。如果安裝四臺(tái)獨(dú)立的一千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)，要比安裝一臺(tái)四千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)年發(fā)電量更高，因?yàn)樗纫慌_(tái)四千瓦的風(fēng)速要求低，所以發(fā)電時(shí)間長(zhǎng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為實(shí)施例1所示的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為實(shí)施例2所示的本實(shí)用新型的側(cè)視圖；
[0018]圖3為實(shí)施例2所示的本實(shí)用新型的正視圖；
[0019]圖4為實(shí)施例2所示的本實(shí)用新型的俯視圖。
[0020]圖中:1、槳葉，2、塔架，3、下塔筒，4、下橫桿，5、發(fā)電機(jī)，6、上塔筒，7、上橫桿8、后傾軸，9、銷軸，11、后傾搖臂，12、連桿，13、方向舵，14、風(fēng)速舵軸，15、連桿軸，16、風(fēng)速舵桿，17、風(fēng)速舵，18、偏航平臺(tái)，19尾桿，20、安裝架，23、前傾限位。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]如圖一所示，利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括有偏航平臺(tái)18、塔架
2、發(fā)電機(jī)5、風(fēng)速舵17、風(fēng)速舵桿16和連桿12，偏航平臺(tái)18用軸承固定在塔架2上用于偏航對(duì)風(fēng)，發(fā)電機(jī)5的數(shù)量為一臺(tái)，發(fā)電機(jī)5通過后傾軸8活動(dòng)安裝在偏航平臺(tái)18上，既可以水平轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)風(fēng)又可以后傾避風(fēng)，后傾角度可以設(shè)定。后傾軸8位于發(fā)電機(jī)下部并低于發(fā)電機(jī)軸心線。發(fā)電機(jī)前下端安裝有前傾限位23，防止發(fā)電機(jī)回位過量。尾桿19固定在偏航平臺(tái)18上用于對(duì)風(fēng)，尾桿19尾部有方向舵13，風(fēng)速舵17固定在風(fēng)速舵桿16末端，風(fēng)速舵桿16用風(fēng)速舵軸14活動(dòng)安裝在尾桿19末端，連桿12 —端由銷軸9連接在發(fā)電機(jī)5上，另一端通過連桿軸15與風(fēng)速舵桿16相連。當(dāng)強(qiáng)風(fēng)吹來(lái)，風(fēng)速舵17向右擺動(dòng)并通過連桿12拉動(dòng)發(fā)電機(jī)5向右傾斜，迫使槳葉I與風(fēng)形成一定夾角降低槳葉的有效面積減小扭力，達(dá)到降低轉(zhuǎn)速的目的，后傾角度大小取決于風(fēng)速舵的面積、翼型和風(fēng)速。當(dāng)風(fēng)速降低依靠風(fēng)速舵的重力將發(fā)電機(jī)推回。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]如圖2-4所示，利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括有偏航平臺(tái)18、塔架
2、發(fā)電機(jī)5、風(fēng)速舵17、風(fēng)速舵桿16和連桿12，所述的發(fā)電機(jī)的數(shù)量為四臺(tái)，每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)為一組，兩組發(fā)電機(jī)上下設(shè)置。
[0025]所述的偏航平臺(tái)18通過軸承活動(dòng)安裝在塔架2上，偏航平臺(tái)18下方焊接有下塔筒3，下塔筒3為桶狀并套在塔架2外面，下塔筒3下面兩側(cè)焊接兩根下橫桿4，位于下方的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)5通過后傾軸8安裝在安裝架20上，安裝架20安裝在下橫桿4的外側(cè)端，后傾軸8與后傾搖臂11相連，后傾搖臂11通過銷軸9與連桿12相連，連桿12通過連桿軸15與風(fēng)速舵桿16相連。下塔筒下部一側(cè)連接有一根尾桿19，尾桿19尾部設(shè)置有方向舵13，風(fēng)速舵桿16用風(fēng)速舵軸14活動(dòng)安裝在尾桿19末端，風(fēng)速舵17固定在風(fēng)速舵桿16末端。
[0026]偏航平臺(tái)18上方安裝有上塔架6，上塔架6上方安裝有一根上橫桿7，位于上方的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)5通過后傾軸8安裝在安裝架20上，安裝架20安裝在上橫桿7的兩端，后傾軸8與后傾搖臂11相連，后傾搖臂11通過銷軸9與連桿12相連，連桿12通過連桿軸15與風(fēng)速舵桿16相連。上橫桿7與尾桿19相連，尾桿19尾部設(shè)置有方向舵13，風(fēng)速舵桿16用風(fēng)速舵軸14活動(dòng)安裝在尾桿19末端，風(fēng)速舵17固定在風(fēng)速舵桿16末端。
[0027]本實(shí)施例中發(fā)電機(jī)的數(shù)量也可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置成兩臺(tái)、三臺(tái)或者更多臺(tái)。
【權(quán)利要求】
1.利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:包括有偏航平臺(tái)、塔架、發(fā)電機(jī)、風(fēng)速舵、風(fēng)速舵桿和連桿，所述的偏航平臺(tái)安裝在塔架上，至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)直接或者間接安裝在偏航平臺(tái)上，發(fā)電機(jī)通過連桿與風(fēng)速舵桿相連，風(fēng)速舵固定在風(fēng)速舵桿末端；所述的發(fā)電機(jī)的數(shù)量為一臺(tái)，所述的發(fā)電機(jī)通過后傾軸活動(dòng)安裝在偏航平臺(tái)上，偏航平臺(tái)上固定安裝有尾桿，尾桿尾部設(shè)置有方向舵，尾桿的末端與風(fēng)速舵桿相連；后傾軸位于發(fā)電機(jī)下部并低于發(fā)電機(jī)軸心線；發(fā)電機(jī)前下端安裝有前傾限位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的偏航平臺(tái)用軸承固定在塔架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的發(fā)電機(jī)的數(shù)量為四臺(tái)，每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)為一組，兩組發(fā)電機(jī)上下設(shè)置，上、下兩組發(fā)電機(jī)均通過橫桿分別與偏航平臺(tái)上下方安裝的上塔筒和下塔筒相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的偏航平臺(tái)通過軸承活動(dòng)安裝在塔架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用風(fēng)速舵控制后傾調(diào)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的下塔筒套裝在塔架外面，下塔筒下面兩側(cè)焊接有兩根橫桿，上塔筒上方安裝有一根橫桿，四臺(tái)發(fā)電機(jī)分別通過后傾軸安裝在安裝架上，安裝架安裝在橫桿上，后傾軸與后傾搖臂相連，后傾搖臂通過銷軸與連桿相連，連桿通過連桿軸與風(fēng)速舵桿相連。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK203548065SQ201320515063
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】張成革 申請(qǐng)人:張成革