一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，主要包括葉輪裝置、變槳裝置、機(jī)架裝置和主軸裝置；葉輪裝置安裝在主軸裝置的前端，主軸裝置的后端固定在機(jī)架裝置的內(nèi)部，變槳裝置套裝在葉輪裝置、主軸裝置及機(jī)架裝置上；所述變槳裝置采用連桿式，并且配有有獨立電機(jī)驅(qū)動；所述主軸裝置為分段式設(shè)計，段之間嚙合連接并實現(xiàn)傳動。本實用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠快速變槳，具有變槳效率高、穩(wěn)定性好、制造成本低廉、使用壽命長等特點，適于實際應(yīng)用推廣。
【專利說明】
一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源的不斷開發(fā)，風(fēng)能作為一種清潔能源被廣泛的利用，隨之出現(xiàn)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備也逐漸增多，對于不同場合應(yīng)用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備不盡相同，而在風(fēng)況復(fù)雜多變的情況下，風(fēng)機(jī)的變槳裝置對調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)接受風(fēng)能效率和對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的保護(hù)具有重要作用，具體的，變槳裝置通過調(diào)節(jié)槳距角來改變?nèi)~片接收風(fēng)能的角度，保持風(fēng)能利用系數(shù)達(dá)到理論最大值，由于風(fēng)速變化較快，所以變槳裝置調(diào)節(jié)速度的快慢會直接影響風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，因此調(diào)節(jié)快速穩(wěn)定的變槳裝置對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行具有重要意義。
[0003]現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的變槳裝置基本結(jié)構(gòu)和原理大致相同，對應(yīng)三個葉片分別設(shè)有三個變槳電機(jī)，葉片安裝在輪轂上在變槳電機(jī)的帶動下能繞其軸線自由回轉(zhuǎn)，由于當(dāng)遇到強(qiáng)風(fēng)時變槳裝置具有順槳功能使得風(fēng)機(jī)實現(xiàn)自然停車，故當(dāng)風(fēng)機(jī)需要再次啟動時候，首先需要調(diào)節(jié)槳距角，則停機(jī)狀態(tài)下變槳電機(jī)需要配備獨立電池才能工作，所以變槳電機(jī)均配備一組電池；申請?zhí)枮?00510030886.5的中國專利公開了小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳裝置，通過槳葉受力時候通過連桿推動滑套滑套，當(dāng)推力與滑套后面的彈簧達(dá)到力平衡時調(diào)節(jié)停止，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點；申請?zhí)枮?00710113210.1的中國專利公開了風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳調(diào)速裝置，當(dāng)槳葉受力時候帶動拐臂，進(jìn)而帶動推桿壓縮彈簧，達(dá)到力平衡時停止，具有無需額外動力來源的優(yōu)點。由于電池自身制造的差異，使其荷電狀態(tài)不同，所以長時間停機(jī)后，變槳裝置存在工作不一致的隱患，并且變槳電機(jī)和葉片之間靠齒輪傳動，傳動比非常小，這就導(dǎo)致了變槳調(diào)節(jié)速度相對較慢，并且傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于主軸的單一性，很大程度上限制了變槳裝置的開發(fā)，同時由于每個葉片均需要配備變槳電機(jī)，大大增加了成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)變槳反應(yīng)速度慢、不穩(wěn)定和主軸形式單一限制變槳裝置開發(fā)的缺陷，本實用新型提供一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0005]該風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳裝置采用連桿式，并且有獨立電機(jī)驅(qū)動，當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令要求進(jìn)行變槳時，變槳電機(jī)通過變槳拉桿帶動變槳三角架，帶動變槳撥桿，進(jìn)而帶動葉片旋轉(zhuǎn);配合變槳裝置結(jié)構(gòu)，主軸采用分段式，為變槳裝置提供足夠的布置空間，這樣就大大為變槳裝置的設(shè)計提供的便利;而且以上裝置均安裝在機(jī)架上，由機(jī)架支撐，這樣有效克服了傳統(tǒng)變槳裝置的缺陷。
[0006]本實用新型提供一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于該風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括葉輪裝置、變槳裝置、主軸裝置和機(jī)架裝置。所述葉輪裝置包括輪轂前片、輪轂后片、輪轂法蘭、葉片軸套、葉片撥桿和葉片，輪轂前片和輪轂后片兩者前后配合將輪轂法蘭和葉片軸套夾在中間，輪轂法蘭位于輪轂前片和輪轂后片的中間，并與輪轂前片通過螺栓連接，輪轂法蘭以鍵連接的形式和主軸前軸連接，葉片軸套與輪轂前片和輪轂后片對接后形成的腔體配合，葉片撥桿套裝在葉片上和葉片能在葉片軸套中自由轉(zhuǎn)動，整個葉輪裝置由輪轂法蘭與主軸前軸連接安裝在主軸前軸上;所述主軸裝置采用分段式，包括主軸前軸、主軸前軸支撐、主軸后軸、主軸后軸支撐、主軸軸承、主軸齒輪法蘭和主軸齒輪，主軸前軸和主軸后軸均為中空形，主軸前軸和主軸后軸分別由主軸軸承支撐安裝在主軸前軸支撐和主軸后軸支撐中，主軸前軸的末端和主軸后軸的前端分別通過主軸齒輪法蘭安裝有主軸齒輪，通過主軸齒輪的嚙合將主軸前軸的動力傳遞給主軸后軸;所述變槳裝置包括變槳電機(jī)、變槳拉桿、變槳滑套和變槳三角架，變槳電機(jī)安裝在機(jī)架裝置上的電機(jī)安裝座上，由于主軸前軸是中空的，變槳拉桿一端與變槳電機(jī)相連，另一端穿過主軸前軸與變槳三角架相連，并且在變槳拉桿的兩端套有變槳滑套，變槳滑套與主軸前軸內(nèi)孔配合起到支撐變槳拉桿的作用，變槳三角架末端與葉輪裝置上的葉片撥桿鉸接實現(xiàn)葉片的轉(zhuǎn)動;所述機(jī)架裝置包括輪廓支架、電機(jī)安裝座、主軸前軸安裝法蘭和主軸后軸安裝法蘭，輪廓支架起到整體支撐的作用，電機(jī)安裝座用來安裝變槳電機(jī)，主軸前軸安裝法蘭與主軸前軸支撐配合，主軸后軸安裝法蘭與主軸后軸支撐配合。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的有益效果是，實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的快速變槳，具有變槳效率高、穩(wěn)定性好、制造成本低廉、使用壽命長等特點，適于實際應(yīng)用推廣。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型一種實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本實用新型一種實施例的整體結(jié)構(gòu)剖視示意圖；
[0010]圖3是本實用新型一種實施例的葉輪裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011 ]圖4是本實用新型一種實施例的輪轂法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖5是本實用新型一種實施例的葉片撥桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖6是本實用新型一種實施例的變槳裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖7是本實用新型一種實施例的機(jī)架裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖8是本實用新型一種實施例的電機(jī)安裝座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖9是本實用新型一種實施例的主軸前軸安裝法蘭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖10是本實用新型一種實施例的主軸裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖11是本實用新型一種實施例的主軸裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖12是本實用新型一種實施例的工作狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例及其附圖詳細(xì)敘述本實用新型。實施例是以本實用新型所述技術(shù)方案為前提進(jìn)行的具體實施，給出了詳細(xì)的實施方式和過程。但本申請的權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于下述的實施例描述。
[0021]本實用新型設(shè)計的具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，(簡稱風(fēng)力發(fā)電機(jī)，參見圖1-12)，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有快速變槳功能且主軸采用分段式設(shè)計，主要包括葉輪裝置1、變槳裝置2、機(jī)架裝置3和主軸裝置4。葉輪裝置I安裝在主軸裝置4的前端，主軸裝置4的后端固定在機(jī)架裝置3的內(nèi)部，變槳裝置2套裝在葉輪裝置1、主軸裝置4及機(jī)架裝置3上；所述變槳裝置2采用連桿式，并且配有有獨立電機(jī)驅(qū)動;所述主軸裝置4為分段式設(shè)計，段之間嚙合連接并實現(xiàn)傳動。
[0022]葉輪裝置1(參見圖3)包括輪轂前片1.1、葉片軸套1.2、輪轂后片1.3、輪轂法蘭1.4(參見圖4)、葉片撥桿1.5(參見圖5)和葉片1.6，輪轂前片1.1和輪轂后片1.3對接后由螺栓緊固連接，二者中間均設(shè)有大通孔以允許主軸通過，在大通孔周圍設(shè)有小螺栓通孔用以緊固連接;輪轂前片I.I和輪轂后片1.3兩者前后配合將輪轂法蘭1.4和葉片軸套1.2夾在中間，輪轂法蘭1.4置于輪轂前片1.1和輪轂后片1.3之間，且和輪轂前片1.1之間通過螺栓固連，輪轂法蘭1.4外邊緣設(shè)有缺口分別與葉片1.6根部對應(yīng)配合，其中間通孔設(shè)有鍵槽用以與主軸前軸4.1配合;葉片軸套1.2與輪轂前片1.1和輪轂后片1.3對接后形成的腔體配合并安裝在其內(nèi)；葉片撥桿1.5上設(shè)有大孔和小孔，通過大孔套裝在葉片1.6上，小孔與變槳三角架2.4末端鉸接，變槳三角架2.4能帶動葉片1.6在葉片軸套1.2中旋轉(zhuǎn)。整個葉輪裝置I通過輪轂法蘭1.4安裝在主軸前軸4.1上。
[0023]變槳裝置2(參見圖6)包括變槳電機(jī)2.1、變槳滑套2.2、變槳拉桿2.3和變槳三角架2.4，變槳電機(jī)2.1上設(shè)有安裝孔，使其安裝在機(jī)架裝置3上的電機(jī)安裝座3.4上，變槳電機(jī)2.1自帶減速裝置，輸出軸直接與變槳拉桿2.3連接，變槳拉桿2.3共有四個關(guān)節(jié)，形成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，在起到滑塊作用的最長桿兩端上套裝兩個變槳滑套2.2，變槳滑套2.2外圈與主軸前軸4.1內(nèi)腔配合起到支撐變槳拉桿2.3的作用，變槳拉桿2.3最長桿穿過主軸前軸4.1內(nèi)孔并可進(jìn)行伸縮運(yùn)動，變槳三角架2.4呈三角式，中心開有安裝孔與變槳拉桿2.3末端連接，變槳三角架2.4末端與葉片撥桿1.5鉸接從而帶動葉片1.6轉(zhuǎn)動。
[0024]機(jī)架裝置3(參見圖7)包括輪廓支架3.1、電機(jī)安裝座3.4、主軸前軸安裝法蘭3.2和主軸后軸安裝法蘭3.3，輪廓支架3.1起到整體支撐的作用。電機(jī)安裝座3.4(參見圖8)用來安裝變槳電機(jī)2.1，整體呈直角片狀，上面開有用以通過變槳拉桿2.3的通孔，并設(shè)有安裝變槳電機(jī)2.1及連接輪廓支架3.1的安裝孔，主軸前軸安裝法蘭3.2(參見圖9)上面開有用以通過主軸前軸支撐4.3的大孔和與輪廓支架3.1配合的連接腳。
[0025]主軸裝置4(參見圖10)采用分段式，包括主軸前軸4.1、主軸前軸支撐4.3、主軸后軸4.7、主軸后軸支撐4.6、主軸軸承4.2、主軸齒輪法蘭4.5和主軸齒輪4.4，主軸前軸4.1和主軸后軸4.7均為中空形，變槳拉桿2.3從主軸前軸4.1中心通過，主軸前軸4.1兩端與變槳滑套2.2配合，主軸前軸4.1和主軸后軸4.7分別由主軸軸承4.2支撐安裝在主軸前軸支撐4.3和主軸后軸支撐4.6中，主軸前軸4.1的末端和主軸后軸4.7的前端分別通過兩套主軸齒輪法蘭4.5和主軸齒輪4.4連接在一起，通過主軸齒輪4.4及主軸齒輪法蘭4.5的嚙合將主軸前軸4.1的動力傳遞給主軸后軸4.7，主軸裝置4的整體結(jié)構(gòu)剖視圖參照圖11。
[0026]本實用新型一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用主軸分節(jié)式設(shè)計，其整體結(jié)構(gòu)圖示意圖見圖1，整體結(jié)構(gòu)剖視圖見圖2，工作狀態(tài)示意圖見圖12。通過對變槳裝置2進(jìn)行獨特設(shè)計，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)可通過單電機(jī)對葉片進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對不同風(fēng)速的快速調(diào)節(jié)與適應(yīng)，具有調(diào)節(jié)效率尚、穩(wěn)定性好、壽命長、控制方便等優(yōu)點。
[0027]本實用新型一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理和過程如下:當(dāng)風(fēng)速改變需要調(diào)節(jié)槳距角時，變槳電機(jī)2.1開始轉(zhuǎn)動，變槳拉桿2.3在變槳滑套2.2的支撐下將變槳電機(jī)2.1的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為變槳拉桿2.3的伸縮運(yùn)動，帶動變槳三角架2.4平動，進(jìn)而帶動葉片撥桿1.5轉(zhuǎn)動，由于葉片撥桿1.5和葉片軸套1.2及葉片1.6是沒有相對轉(zhuǎn)動的，這樣就帶動了葉片1.3轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了槳距角的調(diào)節(jié)，當(dāng)槳距角調(diào)節(jié)到最佳角度時葉輪裝置I能最大效率的獲得風(fēng)能，當(dāng)葉輪裝置I轉(zhuǎn)動時，葉輪裝置I通過輪轂法蘭1.4將動力傳遞給主軸前軸4.1，主軸前軸4.1在主軸軸承4.2的支撐下轉(zhuǎn)動，主軸前軸4.1通過主軸齒輪法蘭4.4帶動主軸齒輪4.5轉(zhuǎn)動，通過主軸齒輪4.5的嚙合傳動將動力傳遞給主軸后軸4.7，進(jìn)而實現(xiàn)動力輸出。
[0028]利用本實用新型所述的技術(shù)方案，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型技術(shù)方案的啟發(fā)下，設(shè)計出類似的技術(shù)方案，而達(dá)到上述技術(shù)效果的，均是落入本實用新型的保護(hù)范圍。
[0029]本實用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種具有快速變槳功能的主軸分段式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，主要包括葉輪裝置、變槳裝置、機(jī)架裝置和主軸裝置;葉輪裝置安裝在主軸裝置的前端，主軸裝置的后端固定在機(jī)架裝置的內(nèi)部，變槳裝置套裝在葉輪裝置、主軸裝置及機(jī)架裝置上;所述變槳裝置采用連桿式，并且配有有獨立電機(jī)驅(qū)動;所述主軸裝置為分段式設(shè)計，段之間嚙合連接并實現(xiàn)傳動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述葉輪裝置包括輪轂前片、葉片軸套、輪轂后片、輪轂法蘭、葉片撥桿和葉片，輪轂前片和輪轂后片對接后由螺栓緊固連接，二者中間均設(shè)有大通孔以允許主軸通過，在大通孔周圍設(shè)有小螺栓通孔用以緊固連接;輪轂前片和輪轂后片兩者前后配合將輪轂法蘭和葉片軸套夾在中間，輪轂法蘭置于輪轂前片和輪轂后片之間，且和輪轂前片之間通過螺栓固連，輪轂法蘭外邊緣設(shè)有缺口分別與葉片根部對應(yīng)配合，其中間通孔設(shè)有鍵槽用以與主軸前軸配合;葉片軸套與輪轂前片和輪轂后片對接后形成的腔體配合并安裝在其內(nèi)；葉片撥桿上設(shè)有大孔和小孔，通過大孔套裝在葉片上，葉片能在葉片軸套中自由轉(zhuǎn)動，小孔與變槳三角架末端鉸接，變槳三角架能帶動葉片在葉片軸套中旋轉(zhuǎn);整個葉輪裝置通過輪轂法蘭安裝在主軸前軸上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述變槳裝置包括變槳電機(jī)、變槳滑套、變槳拉桿和變槳三角架，變槳電機(jī)上設(shè)有安裝孔，通過該孔安裝在機(jī)架裝置上的電機(jī)安裝座上；變槳電機(jī)自帶減速裝置，其輸出軸直接與變槳拉桿連接，變槳拉桿共有四個關(guān)節(jié)，形成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，在起到滑塊作用的最長桿兩端上套裝兩個變槳滑套，變槳滑套外圈與主軸前軸內(nèi)腔配合起到支撐變槳拉桿的作用，變槳拉桿最長桿穿過主軸前軸內(nèi)孔并可進(jìn)行伸縮運(yùn)動;變槳三角架呈三角式，中心開有安裝孔并與變槳拉桿末端連接，變槳三角架末端與葉片撥桿鉸接從而帶動葉片轉(zhuǎn)動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述機(jī)架裝置包括輪廓支架、電機(jī)安裝座、主軸前軸安裝法蘭和主軸后軸安裝法蘭，輪廓支架起到整體支撐的作用；電機(jī)安裝座用來安裝變槳電機(jī)，整體呈直角片狀，上面開有用以通過變槳拉桿的通孔，并設(shè)有安裝變槳電機(jī)及連接輪廓支架的安裝孔，主軸前軸安裝法蘭上面開有用以通過主軸前軸支撐的大孔和與輪廓支架配合的連接腳。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述主軸裝置采用分段式，包括主軸前軸、主軸前軸支撐、主軸后軸、主軸后軸支撐、主軸軸承、主軸齒輪法蘭和主軸齒輪，主軸前軸和主軸后軸均為中空形，變槳拉桿從主軸前軸中心通過，主軸前軸兩端與變槳滑套配合，主軸前軸和主軸后軸分別由主軸軸承支撐安裝在主軸前軸支撐和主軸后軸支撐中，主軸前軸的末端和主軸后軸的前端分別通過兩套主軸齒輪法蘭和主軸齒輪連接在一起，通過主軸齒輪及主軸齒輪法蘭的嚙合將主軸前軸的動力傳遞給主軸后軸。
【文檔編號】F03D15/10GK205663573SQ201620391289
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月1日
【發(fā)明人】宋中越, 甄冬, 師占群, 沈昭仰
【申請人】河北工業(yè)大學(xué)