小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置，更詳細(xì)地涉及一種通過利用螺距調(diào)整片和螺距調(diào)整汽缸，而葉片螺距被自動控制,持續(xù)維持所需葉片旋轉(zhuǎn)力，使進(jìn)行持續(xù)的發(fā)電的小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置。由此，本發(fā)明的特征在于，由以下部分構(gòu)成：多個移動裝置，一體形成于前后移動部的外周面，中間具有移動槽，與前后移動部一起進(jìn)行前后移動;螺距調(diào)整片，分別插入于所述移動槽的調(diào)整銷形成于一側(cè)末端，中間形成有供插入固定葉片軸的鍵槽，并且，在前后移動部進(jìn)行前進(jìn)或后退時，變換角度以使轉(zhuǎn)化葉片的螺距角;螺距調(diào)整汽缸，通過鉸鏈結(jié)合于在螺距調(diào)整片末端側(cè)面形成的固定片上，以使位于所述調(diào)整銷附近，并且，前后移動部后退時被壓縮,被壓縮之后，將螺距調(diào)整片恢復(fù)原狀。
【專利說明】小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置，更詳細(xì)地涉及一種通過利用螺距調(diào)整片和螺距調(diào)整汽缸，而葉片螺距被自動控制，持續(xù)維持所需葉片旋轉(zhuǎn)力，使進(jìn)行持續(xù)的發(fā)電的小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)具有的動能借助渦輪轉(zhuǎn)化為機(jī)械動能，再將機(jī)械動能轉(zhuǎn)化為電力動能，轉(zhuǎn)化為普通風(fēng)速的立方與渦輪的面積成正比的能量。風(fēng)力發(fā)電機(jī)根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的方向，分為水平軸型和垂直軸型，當(dāng)前主要使用水平軸型或螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0003]水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在刮超過額定風(fēng)速的超速風(fēng)速的強(qiáng)風(fēng)時，因過熱或過快旋轉(zhuǎn)而對機(jī)械結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響。為了防止此問題的發(fā)生，在刮超速風(fēng)速的風(fēng)時，使用使旋轉(zhuǎn)體和機(jī)艙脫離風(fēng)向，或減少旋轉(zhuǎn)葉輪的旋轉(zhuǎn)數(shù)的各種形態(tài)的超速風(fēng)速控制裝置。
[0004]對于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，根據(jù)風(fēng)向器發(fā)出的信號，電性地使得旋轉(zhuǎn)體及機(jī)艙脫離風(fēng)向，或控制旋轉(zhuǎn)葉輪的螺距，從而，減小旋轉(zhuǎn)葉輪的旋轉(zhuǎn)力。
[0005]對于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，借助尾翼從風(fēng)向擺脫旋轉(zhuǎn)體和機(jī)艙。換言之，簡單地，借助將后翼固定安裝于旋轉(zhuǎn)葉輪的軸后端的簡單的結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)葉輪的方向根據(jù)空氣力學(xué)與風(fēng)向成直角。但此類系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn):旋轉(zhuǎn)體和機(jī)艙每恢復(fù)至躲避風(fēng)向的下一個原位置的瞬間，對尾翼施加持續(xù)性的振動，而造成系統(tǒng)破損或鉸鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷。
[0006]螺距控制方式是指主要使用借助由感知風(fēng)向和風(fēng)速的風(fēng)向/風(fēng)速感知部提供的感知信號，控制旋轉(zhuǎn)葉輪的方向與風(fēng)向成一定角度。但此類方式主要適用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，并因費(fèi)用及控制裝置的安裝局限性，不適用于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0007]并且，作為控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出力的方法，可分為發(fā)電機(jī)控制部分和利用葉輪的形狀間接支持發(fā)電機(jī)的輸出力的控制部分。
[0008]利用后者即旋轉(zhuǎn)葉輪的空氣力學(xué)特性，以限制葉輪旋轉(zhuǎn)速度的方式，分為失速(stall)控制和螺距(Pitch)控制，本發(fā)明為通過調(diào)節(jié)葉片(葉輪)角，降低作用于葉片的升力，而調(diào)整扭矩的方式即螺距控制技術(shù)，適用于小型風(fēng)力發(fā)電裝置。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[專利文獻(xiàn)I]注冊專利第10-1043430號(風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺距控制系統(tǒng))。
[0010][專利文獻(xiàn)2]注冊專利第10-1110908號(風(fēng)力發(fā)電裝置及風(fēng)力發(fā)電裝置的控制方法)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]技術(shù)課題本發(fā)明是為解決所述所述現(xiàn)有問題而研發(fā)，本發(fā)明的目的是提供一種通過利用螺距調(diào)整片和螺距調(diào)整汽缸，葉片螺距被自動控制，持續(xù)維持所需的葉片旋轉(zhuǎn)力，以使進(jìn)行持續(xù)性的發(fā)電的小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置。
[0012]技術(shù)方案
作為實(shí)現(xiàn)所述所述的目的裝置，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的基本特征在于，由以下部分構(gòu)成:多個移動裝置，一體形成于前后移動部的外周面，中間具有移動槽，與前后移動部一同進(jìn)行前后移動；螺距調(diào)整片，分別插入于所述移動槽的調(diào)整銷形成于一側(cè)末端，中間形成有供插入固定葉片軸的鍵槽，并且，在前后移動部進(jìn)行前進(jìn)或后退時變換角度，以使轉(zhuǎn)化葉片的螺距角；螺距調(diào)整汽缸，通過鉸鏈結(jié)合于在螺距調(diào)整片末端側(cè)面形成的固定片上，以使位于所述調(diào)整銷附近，并且，前后移動部后退時被壓縮，被壓縮之后，將螺距調(diào)整片恢復(fù)原狀，并且，所述螺距調(diào)整汽缸包括:連桿，一端通過鉸鏈結(jié)合于固定片，另一端與壓縮板連接；缸體，所述連桿位于內(nèi)部，并通過鉸鏈結(jié)合于在外筒末端形成的支架；彈簧，在位于所述壓縮板和缸體之間的狀態(tài)下，前后移動部進(jìn)行后退時被壓縮，被壓縮之后，利用彈力，將螺距調(diào)整片恢復(fù)原狀，
所述螺距調(diào)整汽缸分別單獨(dú)安裝于螺距調(diào)整片使用。
[0013]有利效果
如上所述，本發(fā)明具有如下效果，因利用螺距調(diào)整片和螺距調(diào)整汽缸，葉片螺距被自動控制，持續(xù)維持所需的葉片旋轉(zhuǎn)力，并由此進(jìn)行持續(xù)性的發(fā)電。
[0014]并且，本發(fā)明的小型風(fēng)力發(fā)電裝置在葉片旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)額定旋轉(zhuǎn)數(shù)，螺距角被自動調(diào)節(jié)，因此，即使超過額定風(fēng)速，也可產(chǎn)生正常的輸出。
[0015]并且，在超速風(fēng)速時，葉片螺距角被自動調(diào)節(jié)。因此，不發(fā)生因超速風(fēng)速等而部件破損的問題，可確保小型風(fēng)力發(fā)電裝置的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為顯示本發(fā)明的葉片螺距控制裝置的整體性的連接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明的螺距控制汽缸與螺距調(diào)整片的連接結(jié)構(gòu)圖；
圖3為顯示本發(fā)明的螺距控制汽缸的彈簧被壓縮之前的狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖；
圖4為顯示本發(fā)明的螺距控制汽缸的彈起的狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]附圖符號說明
100:前后移動；110:移動裝置。
[0018]120:移動槽；200:螺距調(diào)整片。
[0019]210:鍵槽；220:調(diào)整銷。
[0020]230:固定片；300:螺距調(diào)整汽缸。
[0021]310:缸體；320:連桿。
[0022]330:彈簧；340、370:鉸鏈。
[0023]350:壓縮板；360:支架。
[0024]400:葉片；410:葉片軸。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明如下。
[0026]本發(fā)明的小型風(fēng)力發(fā)電裝置包括如下:螺距控制變流器，實(shí)時檢測葉片(400)的旋轉(zhuǎn)數(shù)，因超速風(fēng)速，葉片旋轉(zhuǎn)數(shù)超過基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)數(shù)時，對此進(jìn)行感知；逆變器，將葉片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化為使用電流；發(fā)電機(jī)，所述葉片旋轉(zhuǎn)時，以相同的方向和旋轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并發(fā)生電，通過所述螺距控制變流器的控制，前后移動部進(jìn)行前后移動的基本結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相同，附圖中未圖示螺距控制變流器、逆變器、發(fā)電機(jī)。
[0027]對此進(jìn)行更詳細(xì)說明時，螺距控制變流器起到利用發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生的電流的頻率轉(zhuǎn)化為rpm，并且，對此進(jìn)行監(jiān)測，從而，控制葉片(400)的螺距角，以使小型風(fēng)力發(fā)電裝置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的作用。
[0028]例如，葉片的額定旋轉(zhuǎn)數(shù)為10rpm時，處于10rpm時，無螺距控制地進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)。假設(shè)，因超速風(fēng)速，葉片旋轉(zhuǎn)數(shù)超過基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)數(shù)IlOrpm時，根據(jù)螺距控制變流器的控制，調(diào)節(jié)為第I步驟螺距角。此時，在螺距控制變流器實(shí)時檢測當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)數(shù)，其超過基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)數(shù)IlOrpm時，將葉片旋轉(zhuǎn)數(shù)信號再調(diào)節(jié)為第2步驟螺距角。假設(shè)，低于基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)數(shù)時，使旋轉(zhuǎn)數(shù)直至降低至低于最低rpm(例如SOrpm)前為止，持續(xù)維持第I步驟螺距角。因風(fēng)速減小，降低至低于最低rpm時，將螺距角恢復(fù)原狀。
[0029]風(fēng)速增加，即使通過第2步驟螺距角，旋轉(zhuǎn)數(shù)仍增加至超過基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)數(shù)IlOrpm時，調(diào)節(jié)為第3步驟螺距角。按此類方式，旋轉(zhuǎn)數(shù)增加至設(shè)定的基準(zhǔn)值以上時，按步驟調(diào)節(jié)螺距角，控制旋轉(zhuǎn)數(shù)。并且，因風(fēng)速降低，旋轉(zhuǎn)數(shù)減少時，將螺距角恢復(fù)至前一步驟的狀態(tài)，并且，進(jìn)行恢復(fù)時，檢測一定時間旋轉(zhuǎn)數(shù)，控制螺距角。此類步驟的螺距角控制為I或2單位。最后，根據(jù)螺距角控制為與風(fēng)向水平的90 ，而風(fēng)未碰撞葉片經(jīng)過，使旋轉(zhuǎn)數(shù)完全接近于零。
[0030]本發(fā)明是利用如上所述的裝置，更簡便地調(diào)節(jié)葉片螺距角，如圖1至圖4所示，由以下構(gòu)成:多個移動裝置(110)，一體形成于前后移動部(100)的外周面，且中間具有移動槽(120)，與前后移動部(100) —起進(jìn)行前后移動；螺距調(diào)整片(200)，分別插入于所述移動槽(120)的調(diào)整銷(220)形成于一側(cè)末端，在中間形成有供插入固定葉片軸(410)的鍵槽(210)，并且，前后移動部(100)進(jìn)行前進(jìn)或后退時變換角度，以使葉片(400)的螺距角發(fā)生轉(zhuǎn)化；螺距調(diào)整汽缸(300)，通過鉸鏈(340)結(jié)合于在螺距調(diào)整片(200)末端側(cè)面形成的固定片(230)，以使位于所述調(diào)整銷(220)附近，并且，前后移動部(100)后退時被壓縮，被壓縮之后，將螺距調(diào)整片(200)恢復(fù)原狀。
[0031]螺距調(diào)整汽缸(300)由以下構(gòu)成:連桿(320)，一端通過鉸鏈(340)結(jié)合于固定片(230)，另一端與壓縮板(350)連接；缸體(310)，所述連桿(320)位于內(nèi)部并通過鉸鏈(370)結(jié)合于在外筒(500)末端上形成的支架(360);彈簧(330)，在位于所述壓縮板(350)和缸體(310)之間的狀態(tài)下，前后移動部(100)后退時被壓縮，且被壓縮之后，利用彈力將螺距調(diào)整片(200)恢復(fù)原狀。
[0032]如上所述的螺距調(diào)整汽缸的缸體通過鉸鏈結(jié)合于支架，連桿通過鉸鏈結(jié)合于固定片，由此，前后移動部進(jìn)行前進(jìn)后退時，連桿可順暢地在汽缸內(nèi)部進(jìn)出。
[0033]所述移動裝置因葉片的個數(shù)為3個，形成為三腳架形態(tài)，螺距調(diào)整片分別設(shè)置于所述移動裝置，并且，構(gòu)成使得螺距調(diào)整汽缸分別單獨(dú)安裝于此類螺距調(diào)整片使用。
[0034]由此構(gòu)成的本發(fā)明假設(shè)葉片的額定旋轉(zhuǎn)數(shù)為10rpm時,處于10rpm時，小型風(fēng)力發(fā)電裝置無需另外的螺距控制，即可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0035]正常運(yùn)轉(zhuǎn)的小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片(400)進(jìn)行正常旋轉(zhuǎn)，由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流的頻率在螺距控制變流器被轉(zhuǎn)化為rpm，并對此進(jìn)行監(jiān)測，從而，實(shí)時檢測葉片的旋轉(zhuǎn)數(shù)。
[0036]假設(shè)，因超速風(fēng)速，葉片旋轉(zhuǎn)數(shù)超過基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)數(shù)IlOrpm時，根據(jù)螺距控制變流器的控制，小型風(fēng)力發(fā)電裝置進(jìn)行第I步驟螺距角調(diào)節(jié)。
[0037]即，進(jìn)行第I步驟螺距角調(diào)節(jié)時，與前后移動部(100) —體形成的移動裝置(110)同時后退，并且，已插入于移動裝置(110)的移動槽(10)的調(diào)整銷(220)沿著移動裝置
(110)進(jìn)行移動。此時，螺距調(diào)整片(200)的角度發(fā)生變化，并且，借助已結(jié)合于角度變化的螺距調(diào)整片(200)的鍵槽(210)側(cè)的葉片軸(410)，葉片(400)的螺距角發(fā)生變化。并且，通過鉸鏈(230)結(jié)合于固定片(230)的連桿(320)由缸體(310)內(nèi)部伸出至外部，壓縮彈黃(330) ο
[0038]在如上所述的狀態(tài)下，葉片旋轉(zhuǎn)數(shù)降低至基準(zhǔn)值以下時，前后移動部(100)以與所述相反方向前進(jìn)。此時，借助已被壓縮的彈簧(330)的彈力，連桿(320)進(jìn)入缸體(310)內(nèi)部，并將螺距調(diào)整片恢復(fù)原狀，在恢復(fù)原狀的過程中，葉片螺距角被調(diào)節(jié)。
[0039]如上所述的本發(fā)明因超速風(fēng)速而葉片旋轉(zhuǎn)數(shù)超過基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)數(shù)IlOrpm時，以第I步驟、第2步驟、第3步驟順序進(jìn)行或葉片旋轉(zhuǎn)數(shù)降低至基準(zhǔn)值以下時，以第3步驟、第2步驟、第I步驟順序進(jìn)行，并調(diào)節(jié)葉片的螺距角。
【權(quán)利要求】
1.一種小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置，其特征在于，由以下部分構(gòu)成: 多個移動裝置，一體形成于前后移動部的外周面，中間具有移動槽，與前后移動部一同進(jìn)行前后移動； 螺距調(diào)整片，分別插入于所述移動槽的調(diào)整銷形成于一側(cè)末端，中間形成有供插入固定葉片軸的鍵槽，并且，在前后移動部進(jìn)行前進(jìn)或后退時變換角度，以使變換葉片的螺距角； 螺距調(diào)整汽缸，通過鉸鏈結(jié)合于在螺距調(diào)整片末端側(cè)面形成的固定片上，以使位于所述調(diào)整銷附近，并且，前后移動部后退時被壓縮，被壓縮之后，將螺距調(diào)整片恢復(fù)原狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置，其特征在于: 所述螺距調(diào)整汽缸包括: 連桿，一端通過鉸鏈結(jié)合于固定片，另一端與壓縮板連接； 缸體，在內(nèi)部形成有所所述連桿，并通過鉸鏈結(jié)合于在外筒末端形成的支架； 彈簧，在位于所述壓縮板和缸體之間的狀態(tài)下，前后移動部進(jìn)行后退時被壓縮，被壓縮之后，利用彈力將螺距調(diào)整片恢復(fù)原狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片螺距控制裝置，其特征在于:所述螺距調(diào)整汽缸分別單獨(dú)安裝于螺距調(diào)整片使用。
【文檔編號】F03D7/04GK104514687SQ201410034805
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】李鐘來 申請人:Gu株式會社