一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電傳動(dòng)領(lǐng)域，具體是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境的不斷惡化，清潔能源逐漸被人們重視，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是當(dāng)今利用清潔能源的重要設(shè)備，為了能夠最大限度的利用風(fēng)能，風(fēng)力發(fā)電機(jī)中設(shè)有偏航裝置等保證風(fēng)機(jī)能夠最大限度的接收風(fēng)能，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后再將機(jī)械能耐轉(zhuǎn)化為電能，這些裝置一般都設(shè)在輪轂中，因此對輪轂進(jìn)行設(shè)計(jì)，對提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率和保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全具有非常重要的意義，能夠?yàn)樯鐣?huì)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]槳距角是葉片沿著其軸向方向旋轉(zhuǎn)的角度和葉輪掃略面之間的夾角，葉輪迎風(fēng)面角度是指葉輪掃略面和大地之間的夾角，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)中為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)能夠最大限度的接收風(fēng)能通常在輪轂中設(shè)有變槳距系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)一般設(shè)有三個(gè)葉片，為了實(shí)現(xiàn)變槳距，為每個(gè)葉片配備一個(gè)變槳電機(jī)和為變槳電機(jī)提供能源的電池組，變槳電機(jī)由變槳控制系統(tǒng)來控制，大大增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，導(dǎo)致了系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降；并且現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪掃掠面均與地面保持垂直不變，風(fēng)機(jī)輪轂的俯仰狀態(tài)是不可調(diào)的，故當(dāng)自然風(fēng)不是水平方向吹來時(shí)，無論風(fēng)力發(fā)電機(jī)如何調(diào)節(jié)槳距角都會(huì)損失一部分風(fēng)能，這就導(dǎo)致了風(fēng)能的利用率下降了。申請?zhí)枮?01020632057.0的中國專利公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置，該裝置能夠根據(jù)風(fēng)速的不同實(shí)現(xiàn)對輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，但是此裝置當(dāng)風(fēng)向垂直葉輪掃略面時(shí)能夠最大限度的接收風(fēng)能，當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，將會(huì)損失一部分風(fēng)能。中國專利(申請?zhí)枮?01210329378.7)公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用輪轂，此裝置為目前應(yīng)用較普遍的輪轂，其缺點(diǎn)是變槳裝置需要安裝比較復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)，增大了成本，同樣也沒有對葉輪迎風(fēng)面實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整；申請?zhí)枮镃N201310020321.3的專利公開了一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可調(diào)速輪轂裝置，其核心是提出一種新型的發(fā)電方式，但沒有涉及槳距角和葉輪迎風(fēng)面的調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)變槳裝置復(fù)雜和風(fēng)能利用率低的不足，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置。該裝置摒棄了現(xiàn)有輪轂裝置中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電池組和控制系統(tǒng)，通過撥叉彈簧能根據(jù)風(fēng)速的大小提供與風(fēng)力相平衡的作用力，形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的力平衡系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對槳距角的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整；同時(shí)通過支撐彈簧的作用，能根據(jù)風(fēng)向的改變使風(fēng)輪掃略迎風(fēng)面隨之進(jìn)行調(diào)整，使得葉輪迎風(fēng)面垂直于風(fēng)向，從而實(shí)現(xiàn)了對迎風(fēng)角的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以最大限度的利用風(fēng)能。
[0005]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置，其特征在于該輪轂裝置包括殼體、三個(gè)調(diào)節(jié)撥叉、三個(gè)撥叉彈簧、大錐齒輪、止推軸承、三個(gè)小錐齒輪、保持架、主軸、六個(gè)支撐彈簧、葉片軸承和三個(gè)葉片；殼體為整個(gè)輪轂裝置的主體骨架，大錐齒輪、三個(gè)調(diào)節(jié)撥叉和三個(gè)撥叉彈簧依次固定在殼體的正面上，在殼體背面上通過保持架和支撐彈簧固定有主軸，三個(gè)葉片依次通過相應(yīng)的葉片軸承、止推軸承和小錐齒輪固定在殼體的圓周面上，葉片軸承、止推軸承和小錐齒輪從外到內(nèi)依次安裝在相應(yīng)葉片的根部，大錐齒輪與三個(gè)小錐齒輪相互嚙合，所述小錐齒輪的直徑與葉片回轉(zhuǎn)軸線到大錐齒輪所在平面的距離相等。
[0006]上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置，其特征在于所述殼體包括圓柱體外殼、圓凹槽和三個(gè)輪輻，外殼與圓凹槽同軸心，通過三個(gè)輪輻將外殼與圓凹槽連接在一起；在外殼的外圓周面上沿周向均勻分布有三個(gè)葉片軸承安裝孔，且三個(gè)葉片軸承安裝孔正對三個(gè)輪輻之間的間隙，三個(gè)葉片軸承安裝孔之間互呈120°，且每個(gè)葉片軸承安裝孔均為階梯孔；所述圓凹槽背面上設(shè)有六個(gè)主軸固定孔，且六個(gè)主軸固定孔均為通孔，且主軸固定孔沿圓凹槽周向均勻分布；在三個(gè)輪輻與外殼內(nèi)側(cè)交界的位置上且位于殼體的背面，三個(gè)輪輻沿周向分別分布有一組支撐彈簧安裝孔，每組支撐彈簧安裝孔上都有兩個(gè)支撐彈簧安裝孔，每組支撐彈簧安裝孔呈120°分布，且三個(gè)葉片軸承安裝孔與三組支撐彈簧安裝孔呈間隔分布，且每個(gè)支撐彈簧安裝孔均為盲孔；在外殼內(nèi)側(cè)圓周邊緣上且位于殼體的正面，沿周向均勻分布有三個(gè)調(diào)節(jié)撥叉安裝孔，且三個(gè)調(diào)節(jié)撥叉安裝孔與三個(gè)葉片軸承安裝孔間隔分布；在圓凹槽上且位于主軸固定孔的外圍上均勻分布有三個(gè)撥叉彈簧鉸接孔；
[0007]所述保持架為Y型，有三個(gè)支叉，相鄰支叉間的夾角為120°，每個(gè)支叉上均設(shè)有兩個(gè)支撐彈簧配合孔；保持架的中心設(shè)有一個(gè)主軸過孔，在主軸過孔的圓周上均勻分布有六個(gè)與主軸配合固定安裝孔；支撐彈簧一端通過支撐彈簧配合孔與保持架固定，另一端與殼體的支撐彈簧安裝孔接觸固定；所述主軸一端的端面上設(shè)有主軸安裝孔，在該端的外側(cè)連接有一個(gè)十字萬向節(jié)，通過該十字萬向節(jié)將主軸與殼體的主軸固定孔相連，主軸的另一端與后面齒輪箱和發(fā)電機(jī)相連；設(shè)有十字萬向節(jié)的主軸端穿過保持架的主軸過孔并通過主軸安裝孔及與主軸配合固定安裝孔和保持架固定連接；
[0008]所述調(diào)節(jié)撥叉為弧形，弧形的一端上設(shè)有與殼體配合安裝孔和與大錐齒輪配合安裝孔，另一端設(shè)有撥叉彈簧安裝孔；與殼體配合安裝孔與殼體上的調(diào)節(jié)撥叉安裝孔配合將調(diào)節(jié)撥叉安裝在殼體上，通過撥叉彈簧安裝孔和殼體上的撥叉彈簧鉸接孔將撥叉彈簧固定在殼體上，殼體、調(diào)節(jié)撥叉、小錐齒輪和大錐齒輪之間形成了空間四桿機(jī)構(gòu)；
[0009]所述大錐齒輪上設(shè)有均勻分布的三個(gè)固定安裝孔和一個(gè)軸套，軸套位于大錐齒輪的中心，且通過軸套將大錐齒輪固定在殼體的圓凹槽的正面上；三個(gè)固定安裝孔分別與相應(yīng)的調(diào)節(jié)撥叉上的與大錐齒輪配合安裝孔配合連接，將大錐齒輪同時(shí)與三個(gè)調(diào)節(jié)撥叉連接；
[0010]所述小錐齒輪上設(shè)有固定鍵槽；葉片軸承和止推軸承通過相應(yīng)的葉片軸承安裝孔將相應(yīng)的葉片安裝在殼體的外殼上，插入殼體內(nèi)的葉片根部通過小錐齒輪上的固定鍵槽將小錐齒輪與葉片固定連接，小錐齒輪與大錐齒輪互相嚙合。
[0011]上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置，其特征在于所述大錐齒輪的直徑為300mm、小錐齒輪的直徑為100mm。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置的有益效果是，該裝置葉片根部設(shè)有小錐齒輪與安裝在殼體上的大錐齒輪配合，大錐齒輪上安裝有調(diào)節(jié)撥叉，調(diào)節(jié)撥叉擺動(dòng)端通過撥叉彈簧與殼體連接，當(dāng)風(fēng)吹至葉片表面的時(shí)候，葉片產(chǎn)生扭動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩通過大小錐齒輪、調(diào)節(jié)撥叉最終傳遞到撥叉彈簧，撥叉彈簧會(huì)根據(jù)風(fēng)速的大小來提供相應(yīng)大小的力來實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡，從而實(shí)現(xiàn)了對槳距角的自動(dòng)調(diào)節(jié)；另外，支撐彈簧安裝在保持架和殼體之間，一端支撐在保持架上，另一端支撐在殼體上，當(dāng)風(fēng)向在垂直方向產(chǎn)生偏移時(shí)，由于支撐彈簧的彈性作用會(huì)使得風(fēng)輪掃略迎風(fēng)面隨之進(jìn)行調(diào)整，使得葉輪迎風(fēng)面垂直于風(fēng)向，從而實(shí)現(xiàn)了對迎風(fēng)角的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以便最大限度的利用風(fēng)能。
[0013]由于實(shí)際風(fēng)速變化較快，現(xiàn)有輪轂的變槳系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)速和風(fēng)向，并進(jìn)行快速的反饋，導(dǎo)致了系統(tǒng)的復(fù)雜，本裝置摒棄了現(xiàn)有輪轂裝置中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電池組和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的簡單化，提高了穩(wěn)定性；當(dāng)風(fēng)向平行于大地吹向風(fēng)機(jī)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中通過偏航系統(tǒng)使輪轂水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以便對準(zhǔn)不同的風(fēng)向來接收風(fēng)能，而本申請未設(shè)置偏航系統(tǒng)，而通過變槳裝置接收風(fēng)能，二者的接收風(fēng)能的效率幾乎相同，但由于風(fēng)的隨機(jī)性，風(fēng)將會(huì)從各個(gè)方向吹來，當(dāng)風(fēng)向不平行于大地時(shí)，本發(fā)明裝置可以自動(dòng)調(diào)節(jié)葉輪的迎風(fēng)面角度，使葉輪掃略面垂直于風(fēng)向，實(shí)現(xiàn)了槳距角和葉輪迎風(fēng)面角度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，這樣可更大限度的接收風(fēng)能，現(xiàn)有輪轂中的變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要定時(shí)更換電池組，本裝置無需提供外加動(dòng)力，顯著降低了制造成本，更適于實(shí)際應(yīng)用推廣。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2㈧是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置一種實(shí)施例的殼體I的背面立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2(B)是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置一種實(shí)施例的殼體I的正面立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置一種實(shí)施例的調(diào)節(jié)撥叉2的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置一種實(shí)施例的大錐齒輪4的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置一種實(shí)施例的小錐齒輪6的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置一種實(shí)施例的保持架7的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖7是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置一種實(shí)施例的主軸8的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖8是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置一種實(shí)施例的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中，1-殼體、2-調(diào)節(jié)撥叉、3-撥叉彈簧、4-大錐齒輪、5-止推軸承、6_小錐齒輪、
7-保持架、8-主軸、9-支撐彈簧、10-葉片軸承、11-葉片、1.1-支撐彈簧安裝孔、1.2-葉片軸承安裝孔、1.3-主軸固定孔、1.4-調(diào)節(jié)撥叉安裝孔、1.5-撥叉彈簧鉸接孔、2.1-與殼體配合安裝孔、2.2-與大錐齒輪配合安裝孔、2.3-撥叉彈簧安裝孔、4.1-固定安裝孔、4.2-軸套、7.1-支撐彈簧配合孔、7.2-與主軸配合固定安裝孔、7.3-主軸過孔、6.1、固定鍵槽、
8.1、十字萬向節(jié)、8.2-主軸安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明。實(shí)施例是以本發(fā)明所述技術(shù)方案為前提進(jìn)行的具體實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過程。但本申請的權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例描述。
[0025]本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輪轂裝置(簡稱輪轂裝置，參見圖1-8)包括殼體1、三個(gè)調(diào)節(jié)撥叉2、三個(gè)撥叉彈簧3、一個(gè)大錐齒輪4、止推軸承5、三個(gè)小錐齒輪6、保持架7、主軸8、六個(gè)支撐彈簧9、葉片軸承10和三個(gè)葉片11 ;殼體I為整個(gè)輪轂裝置的主體骨架，大錐齒輪4、三個(gè)調(diào)節(jié)撥叉2和三個(gè)撥叉彈簧3依次固定在殼體的正面上，在殼體I背面上通過保持架7和支撐彈簧9固定有主軸8，三個(gè)葉片11依次通過相應(yīng)的