专利名称：用磁力与风力控制垂直轴风力机桨距角的方法与机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及升力型垂直轴风力发电机叶片桨距角的控制方法，通过叶片桨距角 的控制，使升力型垂直轴风力机的性能得到较大提高，本发明涉及的垂直轴风力机叶片 桨距角的控制方法采用磁力与风力直接控制叶片的桨距角。
背景技术：
升力型的垂直轴风力机通过叶片的桨距角控制实现风力机的自起动，能在较宽 的风速范围运行，一种简单实用的技术是靠风力直接推动叶片偏摆实现浆桨距角变化， 用离心挡块限止偏摆幅度，在中国发明专利申请审定说明书CN1009569B就公开了一种 摆翼式立轴风力机。这种风力机的风叶采用离心挡块限止叶片的偏摆幅度，挡块可在 风轮横杆内滑行，由弹簧拉住，挡块朝向外端开有V型缺口，叶片上有一挡杆在该缺口 内。风轮旋转时挡块受离心力作用向外移动，转速低时挡杆在V型缺口上部，叶片有较 宽的摆动范围，转速高时挡杆在V型缺口底部，叶片摆动范围变小，从而达到控制叶片 偏摆幅度的目的。由于是利用滑块与挡杆限制叶片摆动范围，运行时叶片与相关构件处 在频繁撞击状态，易造成部件损伤，滑块的润滑与密封也比较麻烦，不能直接实现变浆 调速。本人在申请号200910108678.0的中国发明专利中公开了一种利用离心力与风力 直接控制垂直轴风力机叶片偏摆的方法，该法采用在叶片靠风轮外侧边联接有质量的部 件，当风轮在风力作用下旋转时，部件受到一个朝向风轮外侧的离心力，该力对叶片转 轴有一个力矩，同时叶片还受到风力的作用，其对叶片转轴的力矩则相反，叶片将摆至 两力矩代数和为零的位置，叶片摆动角度直接与风力与风轮转速有关，有较好的宽风速 运行特性，且结构简单，其缺点是高风速时变桨调速性能有限也不易控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是一种垂直轴风力机叶片浆距角的控制方法，利用磁 力与风力直接控制叶片的桨距角。在升力型垂直轴风力机运行中控制叶片的摆动角度 可大大提高运行效果，在风力机停机时让叶片随风自由摆动可解除强风时的空气动力载 荷。风力机启运后的运行方式主要有四个阶段，一是启动阶段，风力机叶片可在一定 范围内摆动，风轮转速上升，旋转动力由阻力逐步转换为升力；二是低风速变速运行阶 段，风轮以变桨变速方式运行，三是风速稍高时转为定桨变速方式运行；四是高风速时 进入变桨定速运行阶段，此时风风轮以变桨调速方式运行，使风轮按给定转速运行。无 论是低风速时的变桨变速还是高风速时的变桨调速叶片的摆动方向都是顺风转动，把叶 片转轴设在叶片气动中心前方，风吹叶片产生的力矩会使叶片顺风转动，桨距角伺服机 构只需另产生一个适当大小的相反力矩就可使叶片平衡在设定的位置上。无论是低风速 时的变桨变速还是高风速时的变桨调速都遵循一个基本关系，在控制参数不变时叶片转 动角度随风力增大而增大，随风力减小而减小，采用磁力机械较容易实现力矩与转角间 的对应关系，故本发明的变桨距伺服机构采用磁力机械。
本发明的采用磁力与风力直接控制叶片的桨距角的技术方案是在叶片的转轴 外侧联接有转子部件，由磁性元件组成，该部件随叶片同轴转动，称为转子；联接在风 轮支架上的磁性元件组成定子，转子与定子共同组成叶片变桨的伺服机构。定子与转子 通过磁力相互作用，作用力在无风力影响时使叶片静止在无偏摆位置，即伺服机构的0 位。由于叶片转轴在叶片压力中心前侧，当有风时风力推动叶片顺风转动，而定子则通 过磁力阻止转子转动，其作用力随偏离角度的增大而增大。除了转子、定子的直径直接 关系到产生力矩的大小外，力矩变化的特性还与转子、定子的相对位置、气隙形状、磁 感应强度与磁场方向有关，通过对这些参数的设计可简单的实现所需控制特性。转子与定子之间的作用力可以是吸引力或排斥力或两者都有，转子可由一个或 多个磁性元件组成，定子也可由一个或多个磁性元件组成；转子与定子间的气隙磁场方 向可以是轴向或径向或绕轴的圆周方向；磁性元件可由永磁体或电磁铁或通电线圈或软 磁材料构成。本发明公开的采用磁力与风力直接控制叶片的桨距角的伺服机构是转子磁性 元件采用永磁体，在转轴一侧安装有两个永磁体，两磁体间有气隙，磁场方向为轴向； 在转轴对称一侧也安装有两个永磁体，两磁体间有气隙，磁场方向也为轴向，两侧磁场 方向相反，两侧磁体都安装在转子磁軛上，磁軛固定在转轴上，共同构成转子。定子磁 性元件采用无铁芯线圈，线圈处在转子永磁体的气隙中，对称安装的两组线圈分别对应 两侧转子的永磁体。每组线圈由两个或多个线圈组成，在气隙中的线圈导线对应转轴呈 辐射方向，并沿一定角度展开布置，线圈安装在伺服机构机壳下端盖内。线圈通电时磁 力使转子磁体停留在线圈中心位置，阻止转子偏转的力矩随偏转角度增大而增大，其对 应关系可通过改变线圈电流变化。在机壳上装有电磁限位挡杆限制转子的最大转角，线 圈中心位置定义为伺服机构的0位。在定子没有线圈导线的地方有金属板，在风力机停 车时，所有线圈停电短接，电磁限位挡杆打开，叶片可随风任意摆动，金属板与短接的 线圈可阻尼叶片的高速摆动。本发明的采用磁力与风力直接控制叶片的桨距角的伺服机构采用微处理器进行 控制，因为叶片的偏转角度与风力并非单一的变化关系，风轮在不同的风速不同的转速 不同的负荷时会有不同的对应关系，本发明根据风轮的叶尖速比参考风速来设定风力机 的主要运行方式，再把风轮转速作主要监控对象来控制叶片的摆动角度，也就是伺服机 构的转动角度。微处理器的主要控制流程是启动风轮，向线圈供电使叶片转向初始位 置；启动电磁限位挡杆，限制叶片的最大摆动范围，以起动风轮转动方式向线圈供电； 叶尖速比超过0.6时逐步转为升力方式运行。待风轮的叶尖速比超过1后按低风速变桨变 速方式向线圈供电，分段给定控制电流，在转速较低时采用较小的力矩控制，转速较高 时采用较大的力矩控制。当转速上升风轮的叶尖速比超过4时，则以大的力矩把叶片摆 动限制在很小范围以定桨变速方式运行，如果伺服机构装有磁力销在风轮的叶尖速比超 过5时，可起动销钉锁定叶片不转动，达到真正的定桨。若风速上升风轮转速超过给定 转速则进入高风速变桨调速运行方式，根据检测到的风轮转速与给定转速相比及时调整 线圈电流，转速上升则减小力矩，转速下降则加大力矩，采用闭环控制把风轮转速控制 在给定转速附近。对于采用功率调节的风力发电机可参考上述方式进行控制。风力机运行中微处理器根据风轮转速范围随时变换运行方式，在风轮转速未达到给定转速时，尽量提高转速；在风轮转速达到给定转速时，把转速控制在给定转速附 近，确保风轮以较高的效率运行。风力机的安全运行控制是当风速超过切出风速时转向停车；风力机运行中转 速超过给定转速上限时调整发电机负荷仍不能降下转速即转向停车；运行中叶片多次摆 到限位角度时调整发电机负荷仍不能解决即转向停车。停车操作是立即切断所有线圈电 流并短路线圈，同时打开电磁限位挡杆让叶片随风摆动，风轮也就停止旋转，可同时启 动刹车。磁力机械双方部件无撞击无磨损，无噪声，基本不用维护。风力机不需测风 向，其叶片摆动角度直接受风力驱动，有很好的实时性。由于电磁力易控制，本发明采用较简单磁力机构就可以实现垂直轴风力机的启 动、变桨变速、定桨变速、变桨调速、顺桨保护、阻尼叶片高速摆动等功能，特别是可 控的变桨调速对扩大垂直轴风力机使用范围很有意义。
本说明书附图7页总共22幅图Ia是依靠吸引力相互作用的原理图；图Ib是依靠排斥力相互作用的原理图； 图Ic是依靠排斥力与吸引力共同作用的原理图；图2a是伺服机构的定子结构的俯视图；图2b是伺服机构的转子下磁軛与永磁体 结构的俯视图；图2c是伺服机构剖面的主视图；图3a是伺服机构转子的俯视图(旋转90度)；图3b是伺服机构剖面的左视图 (无定子)；图4a是伺服机构定子线圈布置与转子磁场的俯视图；图4b是伺服机构第一种结 构转子的主视图；图4c是伺服机构第二种结构转子的主视图；图4d是伺服机构第三种结 构转子的主视图；图5a是伺服机构控制的主要子流程；图5b是伺服机构的主控制流程；图6a、图6b、图6c、图6d、图6e、图6f是伺服机构在各种运行状态时的转子 力矩与转角的特性曲线图；图7a是伺服机构转子磁力销插孔位置示意图；图7b是伺服机构磁力销安装位置 示意图；在上述附图中相同的附图标记用来表示同一部件。在图5b中子流程Cx3包含在Cx2中，子流程Cx7包含在Cx4、Cx5、Cx6中，
为清楚显示流程转向将子流程提出显示。
具体实施例方式根据磁力机械的特点，转子磁性元件与定子磁性元件之间的相互作用方式多种 多样，例如图Ia是定子磁性元件(Bd)用吸引力牵制转子磁性元件(Bz)的移动；图Ib是 在转子磁性元件(Bz)两侧有定子磁性元件(Bdl)与(Bd2)，定子磁性元件用排斥力抑制 转子磁性元件的移动；图Ic有三个定子磁性元件，(Bdl)与(Bd2)用排斥力而(Bd3)用 吸引力共同抑制转子磁性元件(Bz)的移动。
本发明采用磁力与风力直接控制叶片的桨距角的伺服机构如图2a至图2c所示， 实际上是一种专用的力矩伺服电机，在下面简称电机，为增大直径又要减小空气阻力采 用盘式结构。电机的转子采用钕铁硼永磁体，在下磁軛(4)上固定有永磁体(5)与(6)， 图2b是固定有永磁体的下磁軛俯视图。上磁軛(7)与下磁軛(4)结构相同，上面固定有 永磁体(8)与(9)。上下磁軛对齐安装，所有永磁体的磁场方向与转轴平行，上下磁軛的 永磁体⑶与(5)以及(9)与(6)间留有气隙供定子线圈在其中作相对运动，气隙磁场的 方向与转轴平行，但转轴两侧磁场的方向相反，如图4b所示，气隙中磁通密度要均勻。 在下磁軛上有挡块(dk)用来限制最大转角，有挡板(gd)用于转子回0位检测。电机的 定子采用无铁芯线圈，对应转子永磁体的布置线圈也分两侧排列，一侧有主线圈(10)与 辅线圈(11)，另一侧有主线圈(12)与辅线圈(13)，主线圈与辅线圈的布置见图4a，主线 圈(10)与(12)由主驱动电源供电，辅线圈(11)与(13)同由辅驱动电源供电。在转子 磁体气隙扫描范围内的线圈导线按辐射状排列或向同一角度倾斜的辐射状排列，实际制 作的线圈导线排列会更密些，线圈也可以有一个主线圈与多个辅线圈。在没有线圈导线 的位置有铝板(14)，它与所有线圈被固定在绝缘环形盘(16)中，绝缘环形盘(16)固定在 电机外壳内，如果转子磁场气隙尺寸与制作工艺许可，也可在整个环形盘敷设铝板。在 电机外壳内还有电磁限位挡杆(15)与光电检测元件(gc)。电机外壳将安装在风轮支架 端部，电机转轴将与叶片转轴刚性连接。所有线圈通电后，转子永磁体将停在线圈中心 位置，即0位，这是叶片的初始位置也是无偏摆位置，若转子转离0位将会受到定子线圈 阻止其转动的力矩，力矩大小随转离的角度增加而加大。图6a至图6f有6个特性曲线 图，近似的反映了风轮在各种方式运行时力矩与转角的关系，βιη与-βιη是电磁限位挡 杆(15)限制的最大转角，K)是驱使转子回0的力矩，改变线圈电流即可改变这些力矩大 小与特性。转子的转动位置检测是通过光电检测元件(gc)进行的，两个gc安装在电磁限位 挡杆(15)的两侧，当转子转到最大允许角度时挡块(dk)会挡住了其中一个光电检测元件 (gc)的光线，通过对两个(gc)信号的检测便可知叶片是转向那边的最大允许角度。一 个(gc)安装在电磁限位挡杆(15)的内侧，当转子转到0位附近时(gd)会挡住该光电检 测元件(gc)的光线，即发出回0信号。在定子圆环盘上有三个孔(gk)是三个(gc)的 通光孔。较大的风力机的伺服机构可安装磁力销(17)，在转子上磁軛(7)有销钉插入孔 (17-1),可把转子锁定在0位，见图7a、图7b。伺服机构的制造可参考盘式永磁电动机的生产工艺。伺服机构通过外壳安装在风轮支架(3)上，其转轴与叶片(1)连接，当转子在 0位置时，叶片应在无偏摆位置。叶片无偏摆位置指叶片的原始位置，是在无风时风轮 在外力作用下正向旋转时，风轮受空气阻力最小时的叶片位置。叶片采用普通对称翼型 时转轴在叶片气动中心前侧不远处，叶片采用非对称翼型时转轴在叶片气动中心或略前 方。叶片的重心应在叶片转轴中心线上，可通过外加平衡物来实现。伺服机构由微处理机控制，其主要检测信号风轮转速采用光电元件计数检测或 其他数字测量装置进行测量，该装置安装在风轮转轴上；风速测量仪装在风力机顶端或 风力机附近位置。定子线圈驱动电路采用脉宽调制(PWM)控制线圈电流，线圈驱动电 路与微处理机最好安装在风轮上，只需电源电缆与条信号电缆与地面连接，电缆连接可参考水平轴风力机变桨机构的电缆连接方法。微处理机的主要控制流程根据风轮转速与风轮的叶尖速比来设定运行方式，在 风力机停车时，定子所有线圈短路(如果定子圆盘整周都敷有铝板则不用短路线圈)，电 磁限位挡杆打开让叶片随风摆动。风力机的运行控制主要流程如图5a、图5b，(Cxl)是 风力机启动子流程，主线圈与辅线圈同时供电，力矩与转角的特性曲线如图6a，转子在 磁场作用下回到中心位置。(Cx2)是风力机以阻力方式起动子流程，启动电磁限位挡杆 (15)把转子限制在固定的范围内转动，仅给辅线圈小电流通电，力矩与转角的特性曲线 如图6b，风轮以阻力方式开始转动，待叶尖速比大于0.5后再给主线圈小电流通电，力 矩与转角的特性曲线如图6c，在此阶段有风速检测子流程(Cx3)，若发现风力异常则转 向(CxS)停机。转速上升叶尖速比大于1后，转为升力方式运行，进入子流程(Cx4)， (Cx4)是低风速时变桨变速方式子流程，工作范围是叶尖速比从1到4，分段设置主线圈 与辅线圈的电流，转速低时以小电流向两个线圈供电，力矩与转角的特性曲线如图6d中 的虚线，转速高时以大电流向两个线圈供电，力矩与转角的特性曲线如图6d中的实线， 低风速时变桨变速方式只是暂时的过程。风轮转速继续增加使叶尖速比大于4后则进入 子流程(Cx5)，(Cx5)是风力机定浆变速运行的子流程，加大主线圈电流，力矩与转角的 特性曲线如图6e，叶片仅在很小的角度摆动，近似于定桨变速运行；较大的风力机的伺 服机构有磁力销(17)，在叶尖速比大于5后起动磁力销锁定转子实现真正的定浆，同时 停止向定子线圈供电以节省电力，磁力销仅在定桨变速运行时起动。当风速较高时，风 轮转速超过给定转速时则进入高风速变桨调速运行方式(Cx6)，根据检测到的风轮转速 与给定转速之差来控制主线圈电流乃至辅线圈电流，高于给定转速则减小力矩，低于给 定转速则加大力矩，采用闭环控制把风轮转速控制在给定转速附近，力矩与转角的特性 曲线如图6f。风轮转速随着风速与的变化会随时切换运行方式，主要的运行方式是定桨 变速与变桨调速。微处理机在所有运行方式中都实时检测风速、风轮转速、叶片位置，进行判 断，(Cx7)是主要故障检测子流程，当风速超过切出风速或低于停车风速时转向子流程 (CxS)停车，当风轮转速继续上升到给定转速的上限或叶片频繁摆到限制的最大转角时 调整发电机负荷也不能解决则转向子流程(CxS)停车。(CxS)是停车子流程，切断所有 线圈电流并短路线圈(如果定子圆盘整周都敷有铝板则不用短路线圈)，同时打开电磁限 位挡杆让叶片随风摆动，风轮也就会停止旋转。无论以那种方式运行，都要时常进行子 流程(Cx7)的检测，以保风力机安全运转。每个叶片配一个伺服机构，所有叶片的桨距角伺服机构定子主线圈由一个驱动 电源供电，所有定子辅线圈由另一个驱动电源供电。伺服机构可任意方向安装，故可用于倾斜安装的叶片，叶片可以向内侧或外侧 倾斜，也可以不大的角度向风轮圆周切线方向倾斜，但风轮上各叶片倾斜方式必须一 致，至少风轮转轴两侧对称叶片要一致。
权利要求
1.用磁力与风力控制垂直轴风力机桨距角的方法，在叶片⑴上有叶片转轴(2)，其 轴线与叶片长度方向平行，叶片转轴(2)位置尽量靠近叶片(1)的中弧线，并在叶片气动 中心附近位置或叶片压力中心前方位置，叶片(1)的重心在转轴(2)轴线上，叶片(1)通 过叶片转轴(2)安装在风轮支架上，可绕转轴(2)转动，其特征在于在转轴(2)外侧联 接有转子部件(Bz)，共同组成转子，在风轮支架(3)上联接有定子部件(Bd)，(Bz)与 (Bd)由永磁体或电磁铁或通电线圈或软磁性材料构成，(Bz)与(Bd)不直接接触仅靠磁 力相互作用，磁力使叶片在无风时停在无偏摆位置，当有风时叶片在风力作用下向顺风 方向转动，(Bz)随叶片绕转轴(2)转动，而(Bd)通过磁力阻止(Bz)转离无偏摆位置， 其作用力随叶片转动角度增大而增大，叶片将转向风力与磁力平衡的位置，(Bz)与(Bd) 之间磁力的大小及变化特性跟两者间的相对位置或气隙形状与大小或磁场方向或两者的 磁感应强度有关，通过控制上述任一参数或多个参数的变化都可控制叶片转动角度与风 速间的多种变化关系。
2.按照权利要求1所述的用磁力与风力控制垂直轴风力机桨距角的方法构成的伺服机 构，其特征在于定子部件(Bd)与转子部件(Bz)的作用力是吸引力；转子部件(Bz)两 侧有定子部件(Bdl)与(Bd2)，(Bz)同时受到(Bdl)与(Bd2)的排斥力；(Bz)同时受 到(Bdl)与(Bd2)的排斥力和(Bd3)的吸引力。
3.按照权利要求1所述的用磁力与风力控制垂直轴风力机桨距角的方法构成的伺服机 构，其特征在于转子部件(Bz)由一个或多个磁性元件组成，定子部件(Bd)也由一个 或多个磁性元件组成，部件(Bz)与(Bd)的组合相对叶片转轴方向可以是径向或轴向或 是绕轴切线方向，或者同时有多个方向。
4.按照权利要求1所述的用磁力与风力控制垂直轴风力机桨距角的方法构成的浆距角 伺服机构，采用盘式电机结构，(Bz)与(Bd)之间的作用力由在磁场中的通电导线产生， 其特征在于伺服机构第一种结构的转子在转轴(2)两侧对称安装转子部件，一侧由永 磁体(5)、(8)组成，在(5)、(8)之间有气隙，气隙的磁场方向为轴向，另一侧由永磁体 (6)、(9)组成，在(6)、(9)之间行气隙，气隙的磁场方向也为轴向，但与(5)、(8)之 间的磁场方向相反，伺服机构定子也由轴对称的两个定子部件构成，一侧由主线圈(10) 与辅线圈(11)组成，另一侧由主线圈(12)、辅线圈(13)组成，所有线圈都在一个垂直于 转轴的平面上，在该平面上没有线圈的部分装有导电金属板(14)，所有线圈与(14)构成 定子，定子可在转子永磁体的气隙中自由移动，主线圈(10)与(12)由一个独立的电流控 制器供电，辅线圈(11)与(13)由另一个独立的电流控制器供电，定子线圈通电时，磁力 产生的力矩驱使转子停在0位，该力矩抑制转子转离0位，当转子由外力转动时，所需力 矩大小随转角增加而加大，定子上的金属板在停车时对转子的随机转动进行阻尼，定子 线圈可由多个线圈组成；第二种结构的转子两侧各有一个永磁体，一侧的永磁体(5)安装在下磁軛(4c)上， 与上磁軛(7c)间有气隙，另一侧的永磁体(6)安装在下磁軛(4c)上，与上磁軛(7c)间 有气隙，两侧气隙磁场方向为轴向且方向相反，第二种结构的定子结构与第一种结构的 定子结构相同；第三种结构的转子两侧各有一个永磁体，一侧的永磁体(5d)与上磁軛(7d)与下磁軛 (4d)紧贴安装，气隙在两磁軛之间，另一侧的永磁体(6d)与上磁軛(7d)与下磁軛(4d)紧贴安装，气隙在两磁軛之间，两侧气隙磁场方向为轴向且方向相反，上磁軛与下磁軛 的中部采用非铁磁材料制作以防两侧磁场短路，第三种结构的定子结构与第一种结构的 定子结构相同。
5.按照权利要求4所述的垂直轴风力机桨距角伺服机构，其特征在于伺服机构端 盖上安装有电磁限位挡杆(15)，转子上安装有挡块(dk)，在正常运行时启动挡杆(15)防 止叶片转动超出工作范围，在停车时打开挡杆(15)让叶片随风自由摆动；端盖上装有位 置检测元件(gc)用来检测转子的是否回0和是否转动到最大工作角度；可在端盖上安装 磁力销(17)把转子锁在0位置。
6.按照权利要求4或权利要求5所述的垂直轴风力机桨距角伺服机构有转子回0位检 测与进入最大转角检测，在风轮转轴上有编码计数装置测量风轮转速，在风轮顶部有风 速测量，微处理机根据这些信号与数据控制伺服机构，其特征在于以风轮叶尖速比划 分运行方式，以风轮转速作反馈信号并参考风速进行控制，主要控制流程是(Cxl)启动风力机，主线圈与辅线圈同时供电，转子在磁场作用下回到0位置； (Cx2)起动电磁限位挡杆(15)把转子转动角度限制在工作范围内，辅线圈小电流供 电，叶尖速比大于0.5后主线圈与辅线圈同时以小电流供电；(Cx4)风轮转速上升至叶尖速比大于1小于4时，按转速分段同时向主线圈与辅线圈 给定控制电流，转速小则电流小，转速大则电流大；(Cx5)风轮转速上升至叶尖速比超过4时，主线圈以最大电流供电，使叶片仅在很小 的角度摆动，装有磁力销(17)的伺服机构在叶尖速比超过5时通电把转子锁在0位置， 停止线圈供电；(Cx6)高风速使风轮转速超过给定转速时，按给定转速闭环控制，风轮转速高于给 定转速时减小线圈电流，风轮转速低于给定转速时增大线圈电流，对于采用功率调节的 风力发电机可参考上述控制方式；(Cx7)是检测子流程，包含在子流程(Cx4)至(Cx6)中，主要内容是a)超过切出风速或低于停车风速即转向停车(CxS)；b)超过给定转速上限时调整发电机负荷仍不能解决即转向停车(CxS)；C)叶片频繁摆到最大转角时调整发电机负荷仍不能解决即转向停车(CxS)； d)发电机空载；(CxS)打开电磁限位挡杆(15)，所有线圈停电，并短路线圈，可同时启动刹车； 以上叶尖速比为参考值，对于不同翼型、不同尺寸的叶片需作适当修正，对于小型 风力机可不采集风速信号，根据经验数据由风轮转速直接估计出运行状态后转入相应的 流程。
7.按照权利要求1或权利要求4所述的垂直轴风力机桨距角伺服机构配置在风轮的每 个叶片上，其特征在于允许叶片以不大的角度向内侧或外侧倾斜安装，或以不大的角 度向风轮圆周切线方向倾斜安装，但风轮上各叶片倾斜方式必须一致，至少风轮转轴两 侧对称叶片要一致；如果风轮上所有叶片安装方法一样，则所有叶片的桨距角伺服机构 定子主线圈由一个驱动电源供电，所有定子辅线圈由另一个驱动电源供电，如果叶片安 装方式相差较大则需不同的驱动电源。
全文摘要
本发明的采用磁力与风力直接控制叶片桨距角的技术是在叶片的转轴外侧联接有由磁性元件组成的转子，转子随叶片同轴转动，联接在风轮支架上的磁性元件组成定子，定子与转子通过磁力相互作用，作用力在无风力影响时使叶片静止在无偏摆位置，由于叶片转轴在叶片压力中心前侧，当有风时风力推动叶片顺风转动，而定子则通过磁力阻止转子转动，其作用力随偏离角度的增大而增大，叶片将转至两力平衡的位置。将定子磁性元件由通电线圈构成，控制线圈电流的变化即可改变叶片偏摆角度与风速的关系，容易实现风力机的起动、变桨变速、定桨变速、变桨定速、顺桨停车等功能。
文档编号F03D3/06GK102011702SQ20101018823
公开日2011年4月13日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者曹连芃 申请人:曹连芃