本發(fā)明涉及一種小型風(fēng)力機變槳裝置，屬于風(fēng)力機技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。小型水平軸定槳距風(fēng)力機的功率隨著風(fēng)速和風(fēng)向變化而變化。近年來，小型風(fēng)力機變槳技術(shù)得到了迅速發(fā)展。目前，小型風(fēng)力機控制功率的方法有：（1）通過尾舵風(fēng)輪傾斜等方式改變風(fēng)輪迎風(fēng)面積；（2）對于離網(wǎng)型風(fēng)力機可以改變電負荷大?。唬?）采用摩擦式等機械限速裝置；（4）采用改變?nèi)~片槳距的方式。其中改變?nèi)~片槳距方式主要有利用伺服電機控制或液壓系統(tǒng)驅(qū)動實現(xiàn)變槳和機械式變槳。需要額外增加驅(qū)動系統(tǒng)的變槳方式，對于小型風(fēng)力機來說成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。現(xiàn)有的機械式變槳方式有離心錘變槳，偏心式變槳等。這些變槳技術(shù)，通常是各槳葉軸單獨變槳，變槳的同步性較差，且當(dāng)風(fēng)速瞬時減小時，沒有緩沖，容易產(chǎn)生復(fù)位沖擊，變槳的平穩(wěn)性與可靠性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在提供一種新型小型風(fēng)力機變槳裝置，以滿足小型水平軸風(fēng)力機同步平穩(wěn)變槳需求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:

本發(fā)明的小型風(fēng)力機變槳裝置主要包括驅(qū)動機構(gòu)、傳動組件、變槳組件、復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧、回轉(zhuǎn)箱體、輪轂，所述驅(qū)動機構(gòu)通過鍵聯(lián)接與傳動組件相連；所述傳動組件通過主動錐齒輪和從動錐齒輪與變槳組件相連；所述變槳組件通過螺釘與回轉(zhuǎn)箱體連接；所述復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧一端與傳動軸相連接，另一端固定在回轉(zhuǎn)箱體上；所述輪轂與回轉(zhuǎn)箱體通過螺栓固定連接；所述驅(qū)動機構(gòu)包括3個驅(qū)動單元，各驅(qū)動單元沿輪轂旋轉(zhuǎn)方向呈環(huán)形均勻分布，運動互不干涉；所述驅(qū)動單元包括滑塊、導(dǎo)桿、套筒、調(diào)整螺母、擋塊、擋圈、螺釘和連桿；所述滑塊安裝在導(dǎo)桿上，并通過關(guān)節(jié)螺栓與連桿一端鉸接，滑塊下端安裝套筒及調(diào)整螺母；所述連桿的另一端，通過關(guān)節(jié)螺栓與連接盤鉸接；所述傳動組件包括傳動軸、軸承、軸承套杯、鍵、主動錐齒輪和3個從動錐齒輪；所述傳動軸通過軸承安裝在軸承套杯中，軸承套杯通過螺釘固定在回轉(zhuǎn)箱體上；所述主動錐齒輪通過鍵與傳動軸連接，并與3個從動錐齒輪發(fā)生無干涉嚙合；所述變槳組件由3個變槳單元組成，各變槳單元包括槳葉軸、軸承、軸承座、錐齒輪；所述槳葉軸通過軸承安裝在軸承座中，一端通過法蘭安裝葉片，另一端通過鍵連接錐齒輪；所述軸承座通過螺釘與回轉(zhuǎn)箱體連接，沿輪轂旋轉(zhuǎn)方向呈環(huán)形均勻分布。

進一步地，本發(fā)明所述連接盤開設(shè)三個沿輪轂旋轉(zhuǎn)方向均勻分布的鉸接孔，中間開設(shè)安裝孔并設(shè)有鍵槽。

進一步地，本發(fā)明所述導(dǎo)桿與支架固定連接，各導(dǎo)桿沿輪轂旋轉(zhuǎn)方向呈環(huán)形均勻分布，導(dǎo)桿靠近支架的一端帶有螺紋。

進一步地，本發(fā)明所述調(diào)整螺母上端與套筒固定連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、所述的驅(qū)動機構(gòu)和復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧，具有柔性調(diào)節(jié)的功能，當(dāng)風(fēng)速瞬間減小時，滑塊由于慣性不會立即彈回，而是在外端停留一段時間，能夠在風(fēng)速波動時，保證了變槳的穩(wěn)定性；

2、所述的驅(qū)動機構(gòu)所產(chǎn)生的動力用作變槳驅(qū)動力，通過錐齒輪傳動統(tǒng)一變槳，從源頭上，保證了變槳的同步性，避免了變槳不同步引起的不平衡，系統(tǒng)平衡性能較好；

3、所述的調(diào)整螺母可以改變滑塊的初始位置，實現(xiàn)啟動力矩可調(diào)，使葉片轉(zhuǎn)動到合適的角度，獲得較大的啟動力矩；

4、所述的滑塊行程可逆，葉片槳距角可以實現(xiàn)可逆變換，風(fēng)速較高時，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速較高，在離心力的作用下，滑塊沿導(dǎo)桿往外滑動，通過連桿使連接盤旋轉(zhuǎn)，從而改變?nèi)~片的迎風(fēng)角度，達到限速的目的，風(fēng)速降低時，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降低，離心力減小，復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧推動連接盤反向轉(zhuǎn)動，調(diào)整葉片迎角，提高風(fēng)能的利用率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的小型風(fēng)力機變槳裝置的主視圖。

圖2是本發(fā)明的小型風(fēng)力機變槳裝置的左視圖。

圖中：1、螺釘，2、擋圈，3、擋塊，4、滑塊，5、套筒，6、連桿，7、螺釘，8、鍵，9、連接盤，10、關(guān)節(jié)螺栓，11、支架，12、調(diào)整螺母，13、導(dǎo)桿，14、回轉(zhuǎn)箱體，15、復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧，16、傳動軸，17、軸承，18、軸承套杯，19、鍵，20、主動錐齒輪，21、輪轂，22、螺栓，23、從動錐齒輪，24、軸承座，25、鍵，26、螺釘，27、槳葉軸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明專利進行進一步描述。

如圖1、2所示，本發(fā)明小型風(fēng)力機變槳裝置主要包括驅(qū)動機構(gòu)、傳動組件、變槳組件、復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧15、回轉(zhuǎn)箱體14、輪轂21。驅(qū)動機構(gòu)通過鍵8聯(lián)接與傳動組件相連。傳動組件通過主動錐齒輪20和從動錐齒輪23與變槳組件相連。變槳組件通過螺釘26與回轉(zhuǎn)箱體14固定連接。復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧15一端與傳動軸16相連接，另一端固定在回轉(zhuǎn)箱體14上。輪轂21與回轉(zhuǎn)箱體14通過螺栓22固定連接。

驅(qū)動機構(gòu)包括3個驅(qū)動單元，各驅(qū)動單元沿輪轂旋轉(zhuǎn)方向呈環(huán)形均勻分布，運動互不干涉。驅(qū)動單元包括滑塊4、導(dǎo)桿13、套筒5、調(diào)整螺母12、擋塊3、擋圈2、螺釘1和連桿6。滑塊4安裝在導(dǎo)桿13上，并通過關(guān)節(jié)螺栓10與連桿6鉸接，在滑塊4的下端安裝套筒5及調(diào)整螺母12，以調(diào)節(jié)滑塊4的初始位置。連桿6的另一端，通過關(guān)節(jié)螺栓10與連接盤9鉸接。

傳動組件包括傳動軸16、軸承17、軸承套杯18、鍵19、主動錐齒輪20和3個從動錐齒輪23。傳動軸16通過軸承17安裝在軸承套杯18中。主動錐齒輪20通過鍵19與傳動軸16連接，并與3個從動錐齒輪23發(fā)生無干涉嚙合，將變槳動力同步傳遞到變槳組件。

變槳組件由3個變槳單元組成，各變槳單元包括槳葉軸27、軸承、軸承座24、從動錐齒輪23。槳葉軸27通過軸承安裝在軸承座24中，一端通過法蘭安裝葉片，另一端通過鍵25連接從動錐齒輪23。軸承座通過螺釘26與回轉(zhuǎn)箱體14連接，沿輪轂旋轉(zhuǎn)方向呈環(huán)形均勻分布。

本發(fā)明裝置的具體工作過程為：當(dāng)風(fēng)速低于切入風(fēng)速時，調(diào)節(jié)螺母12調(diào)節(jié)滑塊4的初始位置，使葉片轉(zhuǎn)動到合適的角度，風(fēng)力機獲得較大的啟動力矩；當(dāng)風(fēng)輪啟動，風(fēng)速逐漸增大時，滑塊4沿導(dǎo)桿13往外滑動，通過連桿6使連接盤9旋轉(zhuǎn)，在鍵8的作用下，帶動傳動軸16的轉(zhuǎn)動，使復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧15發(fā)生變形，同時通過主動錐齒輪20和從動錐齒輪23嚙合，把動力傳送到各槳葉軸27，從而改變?nèi)~片的迎風(fēng)角度，復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧15產(chǎn)生的反力與變槳力平衡，保證額定風(fēng)速下風(fēng)力機3個葉片工作在同一較佳迎角，保持較大功率輸出，且保持系統(tǒng)平衡；當(dāng)風(fēng)速超出額定風(fēng)速時，滑塊4沿導(dǎo)桿13往外繼續(xù)滑動，葉片槳距角進一步改變，可以限制風(fēng)輪的驅(qū)動力矩，進而限制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的進一步提高，保證風(fēng)力機的安全；當(dāng)風(fēng)速逐漸減小時，復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧15推動連接盤9反向轉(zhuǎn)動，調(diào)整葉片迎角，提高風(fēng)能的利用率。

本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種小型風(fēng)力機變槳裝置，主要包括驅(qū)動機構(gòu)、傳動組件、變槳組件、復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧、回轉(zhuǎn)箱體、輪轂。所述驅(qū)動機構(gòu)通過鍵聯(lián)接與傳動組件相連，所述傳動組件通過錐齒輪傳動與變槳組件相連，所述變槳組件通過螺釘與回轉(zhuǎn)箱體連接，所述復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧一端與傳動軸相連接，另一端固定在回轉(zhuǎn)箱體上。本裝置具有柔性調(diào)節(jié)槳距角的功能，提高了風(fēng)能利用率，同時增強了變槳穩(wěn)定性和同步性。

技術(shù)研發(fā)人員：唐新姿;李鵬程;彭銳濤;陸鑫宇
受保護的技術(shù)使用者：湘潭大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.05
技術(shù)公布日：2017.07.21