一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电的制造方法
【专利摘要】一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机,该可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机由垂直轴大扭矩叶轮机构(122)，固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)，固定支架(120)和可升降的移动支架(119)组成；垂直轴大扭矩叶轮机构(122)通过叶轮机构固定架(26)与固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)的顶板相连；固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)上的连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架的底板(21)与可升降的移动支架(119)的固结可升降的移动支架的导向杆和辅助支杆的三角形连结板(20)相连。该实用新型扭矩大，效率高，成本低，便于安装和维修。
【专利说明】—种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机
【技术领域】
[0001]一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机属于风力发电【技术领域】。
【背景技术】
[0002]风力发电正在迅猛地被广泛的应用。它是人类新型清洁能源的解决方式之一。人们对风力发电技术已经进行了广泛深入的研究。
[0003]ZL201220293002.0可移动式海浪风力发电系统，ZL2012220293004.X可移动式大功率高效率风力发电机中给出了垂直轴大扭矩的叶轮机构。该叶轮机构的特点是叶片在顺风侧张开固定；叶片在逆风侧可随风自由摆动。该机构在通过调整风力发电机的载体的方位使风力发电机能够全方位高效率捕捉风力。在固定的垂直轴式风力发电机上采用该大扭矩叶轮机构时，则需要对叶轮机构的凸轮传动机构改进以适用于固定垂直轴式风力发电机上的叶片对风力的全方位高效率的捕捉能力的要求。另外，在沿海和海面上的固定式风力发电机每年都要承受来自于海洋的热带风暴的袭击，工作环境对风力发电机的性能要求较闻。
【发明内容】
[0004]该实用新型就通过调整叶片的扫风面积和工作高度以及采用液压传动的叶轮机构，根据风速和风向的变化自主式地适应工作环境，叶片在顺风侧张开固定；
[0005]叶片在逆风侧可随风自由摆动。风力发电机能够全方位高效率地捕捉风力，在恶劣的条件下安全工作。
[0006]固定的垂直轴式风力发电机的支架设计
[0007]固定的垂直轴式风力发电机的支架由固定支架部分和可升降支架部分组成。固定支架的设计
[0008]固定支架的底部有三个一端与底部基座相固结另一端与圆筒形架杆的底部固结的支撑板，支撑板间隔120°均布在支架基座圆周上。圆筒形架杆的底部距离支架基座有一定的高度，装有可拆卸的端盖，便于安装检修。圆筒形架杆的外底部安装有带有内圆锥孔的圆环形底部固定环，在底部固定环的内圆锥孔的顶部开有排气孔。排气孔上装有消音器。在底部固定环上装有支架的底部位置开关。圆筒形架杆的外部圆周面上径向对称分布有二个轴向导向键，圆筒形架杆的顶部通过安装在内圆孔的轴向直线滚动轴承与可升降支架部分的导向杆相连。可升降支架部分的导向杆的端部有挡环。圆筒形架杆的顶部外圆面固定有内圆锥孔的圆环形顶部固定环，在顶部固定环的内圆锥顶部开有二个排气孔，排气孔与二位二通排气电磁阀相连，在顶部固定环的外部安装有支架顶部的位置开关。圆筒形架杆的顶部固定有钢丝绳滑轮轴固定支架。在滑轮轴固定支架的两端各安装有一个钢丝绳滑轮。[0009]可升降支架的设计
[0010]可升降支架部分的导向杆和辅助支承架杆一端与三角形连接板固结。在另一端，辅助支承架杆固结有两端带有外圆锥面的圆形筒。两端带有外圆锥面的圆形筒的内孔壁开有二个径向对称分布的与圆筒形架杆外部的轴向对称分布的导向键配合的轴向键槽，两端带有外圆锥面的圆形筒的内孔与圆筒形架杆外部为间隙配合，沿导向键相对移动。在两端带有外圆锥面的圆形筒的外圆周上径向对称固结用于引导钢丝绳的二套滑轮组的支架。电动机驱动蜗杆减速器传动的钢丝绳卷扬机装置固定在底部基座上。钢丝绳一端固定在圆筒形架杆的顶部的钢丝绳滑轮轴固定支架上，通过固定支架上的滑轮和可升降支架上的滑轮与卷扬机的滚筒相连。当电动机正转时，通过带动的钢丝绳拉动可升降支架的移动，当可升降支架移动到达上升的顶部时，辅助支承架杆上固定的圆形筒的上端外圆锥面与固定在固定支架顶端的内圆锥面接合。当可升降支架移动到顶部时，将锥环内的气体经由排气阀排空，对可升降支架起到缓冲作用，接触到顶部位置开关，排气阀关闭，电机停止工作。同时辅助支架杆固定，形成超静定结构。当风速过大时，打开气阀，解除自锁，电动机反向转动，当可升降支架下降达到固定支架的底部时，辅助支承架杆上固定的圆形筒的下端外圆锥面与固定在固定支架底部的内圆锥面接合，可升降支架下降到底部接触到底部位置开关时，电机停止工作，形成静超定结构。这样，保证了移动支架的对中性和支承刚性，增强了风力发电机支架杆的工作强度。
[0011]风向标的设计
[0012]风向标要具有固定的转向。就是即使在风向标叶片与风向一致时，风向标叶片始终按同一转向旋转。在风向标的叶片尾部一侧开有V型槽，另一侧是半圆弧封闭的端面。
[0013]叶轮机构的设计
[0014]风标与风标转轴相固结。凸轮导杆通过导杆支架与叶轮架杆相连，凸轮导杆可以相对于导杆支架运动，凸轮导杆上有滚轮与凸轮接触。当叶片在顺风侧，凸轮的导杆处于高停留位置并与高停留位置开关接触，风标凸轮开关处于高停留位置，液压推杆固定叶片转轴，使叶片张开固定工作；在逆风侧，凸轮的导杆处于低停留位置并与低停留位置开关接触，风标凸轮开关处于低停留位置，液压缸推杆跟随叶片转轴运动，使叶片处于随风自由摆动状态。在固定凸轮的转轴上固定有平衡调整滑块，用来消除叶片运动产生的偏心力，使叶轮机构运行平稳。在固定凸轮的转轴上固定有导电滑环和液压油路滑环。
[0015]叶轮架杆固定在叶轮架杆转轴上，叶轮架杆转轴通过轴承与圆筒形支架内壁相连接。与凸轮固结的风标转轴通过轴承与圆筒形支架的外壁相连，圆筒形支架固定在与可升降支架顶部圆盘连接的立柱上，叶轮架杆转轴上固定有导电滑环和液压油路滑环。叶轮架杆转轴的顶部安装有风速开关和叶片的电器控制箱。叶轮架杆转轴的下端部装有联轴器与增速器的输入轴相连。增速器与固定在可升降支架顶部的支架相连，增速器的输出轴通过联轴器与发电机的输入轴相连，在发电机的输入轴上固定有圆盘式制动器的制动圆盘，发电机，制动器，液压传动供油装置，备用电源均固定在可升降支架顶部的圆盘上。
[0016]可调整扫风面积的叶片装置的设计
[0017]可调整扫风面积的叶片装置由上叶片框架通过上叶片框架固定板与叶片转轴相连；下叶片框架通过下叶片框架固定板与叶片转轴相连。叶片转轴通过叶片转轴轴承与叶轮架杆相连。在叶片框架上装有驱动可移动叶片的电动机，钢丝绳传动装置位置开关，气压缓冲装置。叶片框架的顶部有拉索与叶片框架的底部连接拉紧，加强叶片框架的刚度。
[0018]可移动叶片的传动装置设计
[0019]可移动叶片的中心线两侧有两个对称的布置的导向杆，可移动叶片的两侧装有在叶片框架两侧移动的直线滚动导轨轴承。上可移动叶片的顶部与钢丝绳相连，钢丝绳通过固定在上叶片框架顶部的滑轮与电动机驱动的卷扬机滚筒相连，上可移动叶片的底部与钢丝绳相连，钢丝绳经过叶片空心转轴内的空心部分和固定在下叶片框架顶部的滑轮与下叶片的顶部相连，下叶片的底部与钢丝绳相连，钢丝绳经过叶片空心转轴内的空心部分与卷扬机的滚筒相连。叶片框架的顶部装有气压缓冲装置减小移动叶片在到达叶片框架顶部时的冲击。在上叶片框架的顶部和底部安装有位置开关。叶片转轴是一个圆筒形芯轴，钢丝绳从圆筒形芯轴的空心通过。圆筒形芯轴通过轴承与叶轮架杆相连，圆筒形芯轴的两端与叶片框架固结，圆筒形芯轴上装有圆环导电滑环。
[0020]在正常的工作状态时，电动机正转，通过钢丝绳传动装置，上移动叶片和下移动叶片分别移向叶片框架的顶部，上移动叶片接触安装在上叶片框架上的顶部位置开关，使叶片的扫风面积达到最大值。电动机停止工作，移动叶片钢丝绳传动装置自锁。
[0021]在高风速时，电动机反转，通过钢丝绳传动装置，上移动叶片和下移动叶片分别移向叶片框架的底部，上移动叶片接触安装在上叶片框架上的底部位置开关，使叶片的扫风面积达到最小值。电动机停止工作，移动叶片钢丝绳传动装置自锁。
[0022]叶片的转轴的传动装置设计
[0023]圆筒形芯轴上固定装有偏心圆盘通过关节轴承与连杆的端部相连，连杆的另一端通过关节轴承与滑块相连，滑块与固定在叶轮架杆上的直线导轨相连，构成一个偏心曲柄滑块机构。曲柄的回转中心与其相连端的连杆的回转中心重合。在滑块上固定有开关触头，在移动时与滑块行程两端的位置开关和前半程行程开关和后半程行程开关接触。滑块行程两端的位置开关和前半程行程开关和后半程行程开关通过开关支架与叶轮架杆相连接。液压缸的推杆端部通过关节轴承与滑块相连。液压缸通过支架固定在叶轮架杆上。液压缸驱动滑块，当机构的连杆处于死点位置时，液压缸的推杆端部处在行程的终端位置，叶片就被张开并固定，处于工作状态。当全部液压缸驱动滑块时，叶片就会全部张开固定，当全部液压缸处于非工作状态时，叶片就全部处于自由摆动状态。
[0024]液压传动系统的设计
[0025]在液压缸有推杆侧的油路上连接有单向节流阀，在进油时单向阀导通，在出油时节流。单向节流阀与二位二通电磁阀和三位四通的M型电磁阀连接。在液压缸无推杆侧的油路上连接有二位二通电磁阀和三位四通的M型电磁阀。三位四通的M型电磁阀的进油路与单向阀的出油口连接，三位四通的M型电磁阀的出油路与油箱连接。单向阀的进油口与主油路连接。单向定量泵的进油路通过滤油器与油箱连接，单向定量泵的出油路与溢流阀和主油路的单向阀的入油口连接。
[0026]在叶片正常工作时，叶片的工作状态由凸轮导杆的位置开关控制。
[0027]凸轮导杆接触在高停留时的位置开关并且滑块的开关触头接触左端或右端位置开关时，二位二通电磁阀断开油路同时三位四通的M型电磁阀处于中间位置与主油路断开。液压油缸自锁，叶片转轴固定，叶片张开固定工作。
[0028]凸轮导杆接触在高停留时的位置开关同时滑块的开关触头接触左半程行程开关，二位二通电磁阀断开油路同时三位四通的M型电磁阀右端工作，液压油缸推杆向左移动，液压油缸推动叶片转轴转动，叶片也随之转动。
[0029]凸轮导杆接触在高停留时的位置开关同时滑块的开关触头接触右半程行程开关，二位二通电磁阀断开油路同时三位四通的M型电磁阀左端工作，液压油缸推杆向右移动，液压油缸推动叶片转轴转动，叶片也随之转动。
[0030]凸轮导杆接触在低停留时的位置开关，二位二通电磁阀接通油路同时三位四通的M型电磁阀处于中间位置与主油路断开。液压油缸推杆可以自由移动，叶片转轴可以自由转动，叶片保持自由状态，随风自由摆动。
[0031]当风速超越了正常的工作风速状态时，风力发电机进入安全保护控制状态。在安全保护或制动控制时，叶片脱离凸轮导杆的位置开关的控制，叶片的工作状态由风力发电机的安全开关控制，二位二通电磁阀接通油路同时三位四通的M型电磁阀处于中间位置与主油路断开。液压油缸推杆可以自由移动，叶片转轴可以自由转动，叶片保持自由状态，随风自由摆动。
[0032]风力发电机的工作程序设计
[0033]输入风速，风向变量
[0034]工作状态一:
[0035]风速〈15米/秒，风向的变化由风向标确定。
[0036]可升降支架上升到最高的工作高度，接触固定支架位置开关，固定在固定支架上的二个排气阀关闭，可升降支架驱动电机停止工作，可升降支架在最高工作位置自锁。
[0037]叶片的驱动电机工作，通过钢丝绳提拉可移动叶片到叶片框架的顶部，接触顶部的位置开关，驱动电机停止工作并自锁。叶片的扫风面积达到最大值。
[0038]凸轮导杆在高停留时，凸轮导杆与高停留位置开关接触并且滑块的开关触头接触终端位置开关，油路电磁阀得电，油路关闭，叶片处于自锁的张开的工作状态。
[0039]凸轮导杆在低停留位置开关接触，油路的电磁阀断电，油路接通，叶片处于随风自由摆动状态。
[0040]工作状态二:
[0041 ] 风速> 15米/秒，风向的变化由风向标确定。
[0042]可升降支架保持在最高的工作高度工作。
[0043]叶片的驱动电机工作，通过钢丝绳提拉可移动叶片到叶片支架的底部，接触底部位置开关，驱动电机停止工作并自锁。叶片的扫风面积达到最小值。凸轮导杆在高停留时，凸轮导杆与高停留位置开关接触并且滑块的开关触头接触终端位置开关，油路电磁阀得电，油路关闭，叶片处于自锁的张开工作状态。
[0044]凸轮导杆在低停留时，凸轮导杆与低停留位置开关接触，油路的电磁阀断电，油路接通，叶片处于随风自由摆动状态。
[0045]工作状态三:
[0046]风速≥25米/秒，风向的变化由风向标确定。
[0047]固定在固定支架上的二个排气阀打开，可升降支架驱动电机工作，可升降支架移动到最低的工作高度，接触固定支架底部位置开关，可升降支架到达底部工作位置，可升降支架驱动电机停止工作。[0048]保持叶片的扫风面积达到最小值。
[0049]凸轮导杆在高停留时，凸轮导杆与高停留位置开关接触并且滑块的开关触头接触终端位置开关，油路的电磁阀得电，油路关闭，叶片处于自锁的张开工作状态。
[0050]当凸轮导杆在低停留时，凸轮导杆与低停留位置开关接触，油路的电磁阀断电，油路接通，叶片处于随风自由摆动状态。
[0051]工作状态四:
[0052]风速≥30米/秒，风向的变化由风向标确定。
[0053]可升降支架保持在最低的工作高度工作。
[0054]保持叶片的扫风面积达到最小值。
[0055]减少叶片的工作数目到最少值，非工作叶片的液压油缸油路保持接通，叶片可也随风自由摆动，油路的电磁阀不再接受凸轮导杆的位置开关和滑块的开关触头接触终端位置开关的控制，油路的电磁阀断电，油路接通，叶片处于随风自由摆动状态。
[0056]工作的叶片，凸轮导杆在高停留时，凸轮导杆与高停留位置开关接触并且滑块的开关触头接触终端位置开关，油路的电磁阀得电，油路关闭，叶片处于自锁的张开工作状态。
[0057]工作的叶片，当凸轮在低停留时，凸轮导杆与低停留位置开关接触，油路的电磁阀断电，油路接通，叶片处于随风自由摆动状态。
[0058]工作状态五:
[0059]风速> 35米/秒时，风向的变化与风向标无关，风力发电机系统处于安全保护工作状态。
[0060]可升降支架保持在最高的工作高度。
[0061]叶片的扫风面积达到最小值。
[0062]保持最少工作叶片的数目。
[0063]工作状态六:
[0064]风力发电机紧急停机
[0065]由手动按钮或遥控器开关发出发布指令，叶片调整电机工作，使叶片的扫风面积达到最小值并锁紧，叶片脱离风标凸轮导杆位置开关的控制，全部叶片张开固定处于工作状态，制动器工作制动使风力发电机停机并锁紧，可升降的移动支架的高度降到最低，风力发电机进入初始清零状态。
[0066]风力发电机紧急停机或者由于意外事故后恢复工作状态的程序设计
[0067]在风力发电机紧急停机或者由于意外事故修复后，风力发电机处于叶片调整电机工作，使叶片的扫风面积达到最小值并锁紧，叶片脱离风标凸轮导杆的位置开关的控制，全部叶片张开固定处于工作状态，制动器工作制动使风力发电机停机并锁紧，可升降的移动支架的高度降到最低，风力发电机进入初始清零状态。
[0068]按下手动或遥控开或者由风力发电机自主启动，风力发电机由风速传感器和风向标控制工作。
[0069]1.当风速小于15米/秒时，接通风速开关SV1，风力发电机进入工作状态一。
[0070]2.风速大于15米/秒时，接通风速开关SV2，风力发电机进入工作状态
[0071]3.风速大于25米/秒时，接通风速开关SV3，风力发电机进入工作状态三。[0072]4.风速大于30米/秒时，接通风速开关SV4，风力发电机进入工作状态四。
[0073]5.风速大于35米/秒时，接通风速开关SV5，风力发电机进入工作状态五。
[0074]6.当风力发电机意外事故，或紧急停机时，按下手动或遥控开关，风力发电机脱离风速传感器和风向标控制工作，风力发电机进入工作状态六。该实用新型一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机与三叶桨水平轴风力电机相比具有以下特点:
[0075]采用了单侧直推式垂直轴叶轮机构，具有扭矩大，效率高，成本低，叶轮直径小的特点。
[0076]通过改变风轮叶片的扫风面积，使电机的发电功率得到充分的利用，不必因为风速的变化而切换大小电机，只用一个发电机就可以了。降低了对支架杆的强度要求，降低了成本。
[0077]同时也保证发电机风力从低风速到高风速都能正常工作。具有较宽的风速工作范围。
[0078]由于有风向标追踪风向的变化，通过与之相固结的凸轮机构，控制叶轮机构的叶片的工作状态，因此叶轮机构的叶片对风向的变化响应较快。
[0079]由于发电机固定在可升降的移动支架杆上，不随叶轮机构转动，减轻了叶轮机构的重量，省去了偏航装置。也降低了对风力发电机的支架杆的强度要求，降低了产品成本。
[0080]在叶轮架杆转轴上和风向标转轴上安装有导电导油滑环，叶片转轴上安装导电滑环，解决了缆线的缠绕问题。
[0081]风力发电机的固定支架由相对于固定地基不动的部分和可升降移动的部分组成。降低可升降的移动的风力叶轮机构的高度，可减少在高风速时引起的对风力发电机的破坏。同时降低可升降的移动的叶轮支架的高度，也便于安装和维修。
【专利附图】
【附图说明】
[0082]图1是风力发电机的叶轮工作状态示意图。
[0083]图2是风力发电机的总体结构示意图。
[0084]图3是风力发电机的叶片结构示意图。
[0085]图4是风力发电机的局部结构示意图。
[0086]图5是风力发电机的风向标叶片结构示意图。
[0087]图6是风力发电机的液压传动系统原理图。
[0088]1.风力发电机的固定支架底座，2.可升降移动支架的电动卷扬机，3.固定支架的支撑板，4.可升降的支架的传动钢丝绳，5.固定圆筒形支架的底部端盖，6.圆筒形的固定支架，7.带有内圆锥孔的底部支座，8.排气孔的消音装置，9.圆筒形的固定支架外圆周上的轴向导向键，10.外圆锥滑套上的钢丝绳滑轮，11.与外圆锥滑套固结的钢丝绳滑轮固定架，12.外圆锥滑套，13.二位二通手动电磁气阀，14.带有内圆锥孔的顶部支座，15.圆筒形固定支架顶部的固定钢丝绳滑轮，16.固定钢丝绳滑轮固定架，17.可升降的移动支架辅助支杆，18.轴向直线滚动轴承，19.可升降的移动支架导向杆，20.固结可升降的移动支架的导向杆和辅助支杆的三角形连结板，21.连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架的底板，22.风力发电机的制动器，23.增速器支架，24.增速器，25.连接叶轮架杆转轴和增速器的输入轴联轴器，26.叶轮机构固定架，27.叶轮架杆转轴轴承，28.叶轮架杆转轴，29.风向标转轴轴承，30.风向标转轴，31.风向标，32.凸轮导杆支架，33.凸轮导杆滚轮，34.凸轮，35.叶轮架杆转轴上的导电导油滑环，36.叶轮架杆，37，叶轮架杆上的控制箱，38.多触点风速控制开关(SV1，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5)，39.叶片，40.凸轮导杆低停留接近开关S5，41.凸轮导杆高停留接近开关S6，42.凸轮导杆，43.带有可调整径向滑块位置的平衡环，44.风向标转轴上的导电导油滑环，45.连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架，46.连接增速器输出轴和发电机的输入轴的联轴器,47.发电机转轴上的制动盘,48.发电机，49.固定支架的顶部位置开关,50.可升降的移动支架导向杆的端部挡环,51.固定支架的底部位置开关，52.底部钢丝绳滑轮装置，53.下叶片框架顶部钢丝绳滑轮，54.下叶片框架拉索，55.下叶片的可移动叶片，56.下叶片的固定叶片，57.下叶片钢丝绳，58.下叶片框架固定板，59.叶片空心转轴，60.叶片转轴轴承固定轴套，61.叶片转轴轴承，62.上叶片框架固定板，63.上叶片的移动叶片导杆底部的有内圆锥孔的缓冲座，64.移动叶片电动卷扬机的固定装置，65.移动叶片电动卷扬机，66.上叶片的固定叶片，67.上叶片的移动叶片，68.上叶片的移动叶片的导向套，69.上叶片的移动叶片的导向缓冲锥套，70.上叶片框架拉索，71.上叶片的移动叶片的导向杆，72.上叶片钢丝绳，73.上叶片的移动叶片导杆顶部的有内圆锥孔的缓冲座，74.上叶片框架，75.上叶片框架顶部钢丝绳滑轮，76.液压缸固定支架，77.推杆关节轴承，78.滑块与液压缸推杆的连接轴，79.滑块上开关触头，80.滑块，81.与滑块相连的直线导轨轴承，82.滑块与偏心轮连杆的连接轴，83.滑块与偏心轮连杆连接轴的关节轴承，84.滑块与偏心轮连杆的连接轴的关节轴承，85.液压缸，86.行程位置开关固定架，87.滑块与液压缸推杆连接轴的关节轴承，88.滑块前行程终点位置开关SI，89.滑块前半行程的行程开关S2，90.滑块后半行程的行程开关S3，91.滑块后行程终点位置开关S4，92.液压传动系统供油箱，93.过滤器，94.液压泵，95.溢流阀，96.主油路单向阀，97.叶片框架顶部位置开关，98.叶片转轴上的导电滑环，99.叶片框架底部的位置开关，100.叶片空心转轴上的偏心轮连杆的关节轴承，101.叶片空心转轴上的偏心轮，102.叶片空心转轴上的偏心轮连杆，103.直线导轨轴承，104.下叶片的移动叶片导杆底部的有内圆锥孔的缓冲座，105.下叶片的移动叶片的导向缓冲锥套106.下叶片的移动叶片的导向套，107.下叶片的移动叶片的导向杆，108.下叶片框架，109.单向节流阀，110.二位二通电磁阀，111.三位四通的M型电磁阀，112.分支油路单向阀，113.风向标叶片框架，114.风向标尾部开口叶片，115.风向标叶片支撑板，116.风向标尾部开口槽隔板，117.风向标叶片，118.风向标尾部闭合叶片，119.可升降的移动支架，120.固定支架，121.下叶片的移动叶片导杆顶部的有内圆锥孔的缓冲座，122.叶轮机构。
具实施方式
[0089]如图1和图2中，垂直轴大扭矩叶轮机构122的工作状态:叶片39在顺风侧，张开固定，风力推动叶轮机构转动，与叶片39相对应的凸轮导杆42处于高停留状态；叶片39在逆风侧，处于随风自由摆动状态，减小了叶轮机构122的工作阻力，与叶片39相对应的凸轮导杆42处于低停留状态。
[0090]如图2和图4中，固定的垂直轴式风力发电机的支架由固定支架120和可升降的移动支架119组成。固定支架120的底部有三个一端与风力发电机的固定支架底座I相固结另一端与圆筒形的固定支架6的底部固结的固定支架的支撑板3，固定支架的支撑板3间隔120°均布在风力发电机的固定支架底座I上。圆筒形的固定支架6的底部距离风力发电机的固定支架底座I有一定的高度，装有可拆卸的固定圆筒形支架的底部端盖5,便于安装检修。圆筒形的固定支架6的外底部安装有带有内圆锥孔的底部支座7，在带有内圆锥孔的底部支座7的内圆锥孔的顶部开有的排气孔装有排气孔的消音装置8。在带有内圆锥孔的底部支座7上装有固定支架的底部位置开关51。圆筒形的固定支架6的外部圆周面上有二个径向对称分布的圆筒形的固定支架外圆周上的轴向导向键9,圆筒形的固定支架6的顶部通过安装在内圆孔的轴向直线滚动轴承18与可升降的移动支架导向杆19相连。可升降的移动支架导向杆19的端部有可升降的移动支架导向杆的端部挡环50。圆筒形的固定支架6的顶部外圆面固定有带有内圆锥孔的顶部支座14，在带有内圆锥孔的顶部支座14的内圆锥顶部开有二个排气孔，排气孔与二位二通手动电磁气阀13相连，在带有内圆锥孔的顶部支座14的外部安装有固定支架的顶部位置开关49。圆筒形的固定支架6的顶部固定有固定钢丝绳滑轮固定架16。在固定钢丝绳滑轮固定架16的两端各安装有一个圆筒形固定支架顶部的固定钢丝绳滑轮15。
[0091]可升降的移动支架导向杆19和可升降的移动支架辅助支杆17与固结可升降的移动支架的导向杆和辅助支杆的三角形连结板20。在可升降的移动支架辅助支杆17的另一端连接有两端带有外圆锥面的外圆锥滑套12。外圆锥滑套12的圆形筒的内孔壁开有二个径向对称分布的与固定支架外圆周上的轴向导向键9配合的轴向键槽,夕卜圆锥滑套12的内圆孔与圆筒形的固定支架6外圆周面为间隙配合，沿导向键相对移动。在外圆锥滑套12的圆形筒的外圆周上径向对称固结用于引导钢丝绳的两套外圆锥滑套上的钢丝绳滑轮10的与外圆锥滑套固结的钢丝绳滑轮固定架11的支架。可升降的支架的传动钢丝绳4的一端与固定钢丝绳滑轮固定架16相固结，经过圆筒形固定支架顶部的固定钢丝绳滑轮15，外圆锥滑套上的钢丝绳滑轮10，固定在固定支架底座I上的底部钢丝绳滑轮装置52与固定在固定支架底座I上的可升降移动支架的电动卷扬机2的滚筒相连。当可升降移动支架的电动卷扬机2的电动机正转时，通过带动可升降的支架的传动钢丝绳4拉动可升降的移动支架119移动，当可升降的移动支架119到达上升的顶部时，与可升降的移动支架辅助支杆17相连的外圆锥滑套12的上端外圆锥面与固定在固定支架120顶端的带有内圆锥孔的顶部支座14的内圆锥面接合。当可升降的移动支架119移动到顶部时，将锥环内的气体经由二位二通手动电磁气阀13排空，对可升降的移动支架119起到缓冲作用，接触到固定支架的顶部位置开关49，二位二通手动电磁气阀13关闭，可升降移动支架的电动卷扬机2的电机停止工作。同时可升降的移动支架119固定，形成超静定结构。当风速过大时，打开二位二通手动电磁气阀13，解除自锁，可升降移动支架的电动卷扬机2的电动机反向转动。当可升降的移动支架119下降达到固定支架120的底部时，与可升降的移动支架辅助支杆17相连的外圆锥滑套12的下端外圆锥面与固定在固定支架120底部的带有内圆锥孔的底部支座7的内圆锥面接合。可升降的移动支架119下降到底部接触到固定支架的底部位置开关51时，可升降移动支架的电动卷扬机2的电机停止工作，可升降的移动支架119形成静超定结构。这样，保证了移动支架的对中性和支承刚性，增强了风力发电机支架杆的工作强度。
[0092]如图2和图5中，风向标31与风向标转轴30相固结。风向标31要具有固定的转向。就是即使在风向标叶片117与风向一致时，风向标叶片117始终按同一转向旋转。通过风向标叶片框架113和风向标叶片支撑板115构成流线型的风标叶片117，在风向标叶片117的尾部一侧有风向标尾部开口叶片114，和风向标尾部开口槽隔板116构成V型开口槽，另一侧是半圆弧封闭端面的风向标尾部闭合叶片118。
[0093]在图2和图6中，凸轮导杆42通过凸轮导杆支架32与叶轮架杆36相连，凸轮导杆42可以相对于导杆支架32运动；轮导杆42相对于导杆支架32运动；凸轮导杆高停留接近开关S641，凸轮导杆低停留接近开关S540均固定在导杆支架32上；凸轮导杆42上有凸轮导杆滚轮33与凸轮34接触。当叶片39在顺风侧，凸轮导杆42处于高停留位置并，凸轮导杆高停留接近开关S641工作，液压缸推杆固定叶片转轴59，使叶片39张开固定工作；当叶片39在逆风侧，凸轮导杆42处于低停留位置，凸轮导杆低停留接近开关S540工作，液压缸推杆跟随叶片转轴59运动，使叶片39处于随风自由摆动状态。在固定凸轮34的风向标转轴30上固定有带有可调整径向滑块位置的平衡环43，用来消除叶片39运动产生的偏心力，使叶轮机构122运行平稳。在风向标转轴30上固定有风向标转轴上的导电导油滑环44。叶轮架杆36固定在叶轮架杆转轴28上，叶轮架杆转轴28通过叶轮架杆转轴轴承27与叶轮机构固定架26的圆筒形内壁相连接。风标转轴30通过风向标转轴轴承29与叶轮机构固定架26的圆筒形外壁相连，叶轮机构固定架26与固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架45的顶板相连。叶轮架杆转轴28上固定有叶轮架杆转轴上的导电导油滑环35。叶轮架杆转轴28的顶部安装有叶轮架杆上的控制箱37和多触点风速控制开关(SV1，SV2, SV3，SV3，SV4，SV5) 38。叶轮架杆转轴28的下端部装有连接叶轮架杆转轴和增速器的输入轴联轴器25与增速器24的输入轴相连。增速器24与连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架45的底板上的增速器支架23相连，增速器24的输出轴通过连接增速器输出轴和发电机的输入轴的联轴器46与发电机48的输入轴相连,在发电机48的输入轴上固定有发电机转轴上的制动盘47。发电机48,风力发电机的制动器22,液压传动系统供油箱92,过滤器93，液压泵94，溢流阀95，主油路单向阀96均固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架45上，连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架的底板21与固结可升降的移动支架的导向杆和辅助支杆的三角形连结板20相连。
[0094]如图3中，可调整扫风面积的叶片39由上叶片框架74通过上叶片框架固定板62与叶片空心转轴59相连；下叶片框架108通过下叶片框架固定板58与叶片空心转轴59相连。叶片空心转轴59与叶片转轴轴承61相连，叶片转轴轴承61和叶片转轴轴承固定轴套60与叶轮架杆36相连。移动叶片电动卷扬机65通过移动叶片电动卷扬机的固定装置64装在上叶片框架74上，上叶片的固定叶片66，叶片框架顶部位置开关97，叶片框架底部的位置开关99安装固定在上叶片框架74。在上叶片框架74顶部有上叶片框架拉索70与上叶片框架固定板62连接拉紧。
[0095]在上叶片框架74和下叶片框架108的中心线两侧有两个对称的布置的上叶片的移动叶片的导向杆71和下叶片的移动叶片的导向杆107，上叶片的移动叶片67和下叶片的可移动叶片55的两侧装有可以在上叶片框架74和下叶片框架108两侧移动的直线导轨轴承103。上叶片的移动叶片67沿上叶片的移动叶片的导向杆71垂直上下移动；下叶片的可移动叶片55沿下叶片的移动叶片的导向杆107垂直上下移动。上叶片的移动叶片的导向杆71的顶部和底部分别固定有上叶片的移动叶片导杆顶部的有内圆锥孔的缓冲座73和上叶片的移动叶片导杆底部的有内圆锥孔的缓冲座63，在上叶片的移动叶片67固定有上叶片的移动叶片的导向套68和上叶片的移动叶片的导向缓冲锥套69 ;下叶片的固定叶片56安装固定在下叶片框架108上，在下叶片框架108的顶部有下叶片框架拉索54与下叶片框架固定板58连接拉紧，加强叶片框架的刚度。在下叶片的移动叶片的导向杆107的顶部和底部分别固定有下叶片的移动叶片导杆顶部的有内圆锥孔的缓冲座121和下叶片的移动叶片导杆底部的有内圆锥孔的缓冲座104，下叶片的可移动叶片55上固定有下叶片的移动叶片的导向套106和下叶片的移动叶片的导向缓冲锥套105。上叶片的移动叶片67顶部与上叶片钢丝绳72相连，上叶片钢丝绳72通过固定在上叶片框架74顶部的上叶片框架顶部钢丝绳滑轮75与移动叶片电动卷扬机65的滚筒相连，上叶片的移动叶片67的底部与下叶片钢丝绳57相连，下叶片钢丝绳57经过叶片空心转轴59内的空心部分和固定在下叶片框架108顶部的下叶片框架顶部钢丝绳滑轮53与下叶片的可移动叶片55的顶部相连，下叶片的可移动叶片55的底部与上叶片钢丝绳72相连，上叶片钢丝绳72经过叶片空心转轴59内的空心部分与移动叶片电动卷扬机65的滚筒相连。
[0096]在正常的工作状态时，移动叶片电动卷扬机65的电动机正转，通过上叶片钢丝绳72和下叶片钢丝绳57传动装置，上叶片的移动叶片67和下叶片的可移动叶片55分别移向上叶片框架74和下叶片框架108的顶部，上叶片的移动叶片67接触叶片框架顶部位置开关97，使叶片39的扫风面积达到最大值。移动叶片电动卷扬机65的电动机停止工作，移动叶片电动卷扬机65自锁。在高风速时，移动叶片电动卷扬机65的电动机反转，通过上叶片钢丝绳72和下叶片钢丝绳57传动装置，上叶片的移动叶片67和下叶片的可移动叶片55分别移向上叶片框架74和下叶片框架108的底部，上叶片的移动叶片67接触叶片框架底部的位置开关99,使叶片39的扫风面积达到最小值。移动叶片电动卷扬机65的电动机停止工作，移动叶片电动卷扬机65自锁。叶片框架的顶部和底部装有气压缓冲装置减小移动叶片在到达叶片框架顶部和底部时的冲击。
[0097]固定在空心转轴59上的叶片空心转轴上的偏心轮101通过叶片空心转轴上的偏心轮连杆的关节轴承100与叶片空心转轴上的偏心轮连杆102的端部相连，叶片空心转轴上的偏心轮连杆102另一端通过滑块与偏心轮连杆连接轴的关节轴承84与滑块与偏心轮连杆的连接轴82相连，滑块与偏心轮连杆的连接轴82通过滑块与偏心轮连杆连接轴的关节轴承83与相连滑块80，构成一个偏心曲柄滑块机构，偏心曲柄的回转中心与空心转轴59的回转中心重合。滑块80通过与滑块相连的直线导轨轴承81与叶轮架杆36相连，滑块80相对叶轮架杆36运动。在滑块80移动时，固定在滑块80上的滑块上开关触头79，会接触滑块前行程终点位置开关S188，滑块前半行程的行程开关S289，滑块后半行程的行程开关S390，滑块后行程终点位置开关S491。滑块前行程终点位置开关S188，滑块前半行程的行程开关S289，滑块后半行程的行程开关S390，滑块后行程终点位置开关S491均固定在与叶轮架杆36相连接的行程位置开关固定架86上。液压缸85的推杆端部通过液压缸推杆关节轴承76与滑块与液压缸推杆的连接轴78相连，滑块与液压缸推杆连接轴的关节轴承77与滑块80相连。液压缸85通过液压缸固定支架76固定在叶轮架杆36上。液压缸85驱动滑块80，当机构的与叶片空心转轴上的偏心轮连杆102处于死点位置时，液压缸的推杆端部处在行程的终端位置，叶片就被张开并固定，处于工作状态。当全部液压缸驱动滑块时，叶片就会全部张开固定；当全部液压缸处于非工作状态时，叶片就全部处于自由摆动状态。[0098]叶片转轴上的导电滑环98安装在叶片空心转轴59上。
[0099]如图6中，在液压缸85有推杆侧的油路上连接有单向节流阀109，在进油时单向节流阀109的单向阀导通,在出油时节流。单向节流阀109与二位二通电磁阀110和三位四通的M型电磁阀111连接。在液压缸无推杆侧的油路上连接有二位二通电磁阀110和三位四通的M型电磁阀111。三位四通的M型电磁阀111的进油路与分支油路单向阀112的出油口连接，三位四通的M型电磁阀111的出油路与液压传动系统供油箱92连接，分支油路单向阀112的进油口与主油路单向阀96的出油路连接，液压泵94的出油路与溢流阀95和主油路单向阀96的入油口连接，液压泵94的进油路，通过滤油器93与液压传动系统供油箱92连接。
[0100]在叶片39正常工作时，叶片39的工作状态由凸轮导杆42的位置开关控制。凸轮导杆高停留接近开关S641工作并且滑块上开关触头79接触滑块前行程终点位置开关S188或滑块后行程终点位置开关S491时，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开，液压缸85自锁，叶片空心转轴59固定，叶片39张开固定工作。
[0101]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时接触滑块前半行程的行程开关S289，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的4YA工作，液压缸85推动滑块上开关触头79移动到接触滑块前行程终点位置开关S188，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0102]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时接触滑块后半行程的行程开关S390，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的3YA工作，液压缸85推动滑块上开关触头79移动到接触滑块后行程终点位置开关S491，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0103]凸轮导杆低停留接近开关S540工作，二位二通电磁阀110的2YA工作接通油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开。液压缸85推杆可以自由移动，叶片空心转轴59可以自由转动，叶片39保持随风自由摆动状态。当风速超越了正常的工作风速状态时，风力发电机进入安全保护控制状态。在安全保护或制动控制时，叶片39脱离凸轮导杆的位置开关的控制，叶片39的工作状态由风力发电机的安全开关控制，二位二通电磁阀110的2YA工作接通油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开。液压缸85推杆可以自由移动，叶片空心转轴59可以自由转动，叶片39保持随风自由状态摆动。
[0104]风力发电机的工作程序设计
[0105]输入风速变量(SVl,SV2, SV3, SV4, SV5);风向变量(S5, S6)
[0106]工作状态一:
[0107]风速≤15米/秒，多触点风速控制开关(SV1，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5) 38的SVl工作，风向的变化由风向标确定。
[0108]可升降移动支架的电动卷扬机2的电动机正转，可升降的移动支架119上升到最高的工作高度，接触固定支架的顶部位置开关49，固定在固定支架120上的二个二位二通手动电磁气阀13关闭，可升降移动支架的电动卷扬机2的电动机停止工作，可升降的移动支架119在最高工作位置自锁。[0109]移动叶片电动卷扬机65的电动机正转，通过下叶片钢丝绳57和上叶片钢丝绳72提拉上叶片的移动叶片67和下叶片的可移动叶片55分别移动到上叶片框架74和下叶片框架108的顶部，上叶片的移动叶片67接触叶片框架顶部位置开关97，移动叶片电动卷扬机65的电动机停止工作并自锁。叶片39的扫风面积达到最大值。
[0110]叶片39正常工作，叶片39的工作状态由凸轮导杆42的位置开关控制。
[0111]凸轮导杆高停留接近开关S641工作并且滑块上开关触头79接触滑块前行程终点位置开关S188或滑块后行程终点位置开关S491时，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开，液压缸85自锁，叶片空心转轴59固定，叶片39张开固定工作。
[0112]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时滑块上开关触头79接触滑块前半行程的行程开关S289，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的4YA工作，液压缸85推动滑块上开关触头79移动到接触滑块前行程终点位置开关S188，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0113]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时滑块上开关触头79接触滑块后半行程的行程开关S390，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的3YA工作，液压缸85推动滑块上开关触头79移动到接触滑块后行程终点位置开关S491，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0114]凸轮导杆低停留接近开关S540工作，二位二通电磁阀110的2YA工作接通油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开。液压缸85推杆可以自由移动，叶片空心转轴59可以自由转动，叶片39保持随风自由摆动状态。工作状态二:
[0115]风速≥15米/秒，多触点风速控制开关(SVl，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5) 38的SV2工作，风向的变化由风向标确定。
[0116]可升降的移动支架119保持在最高的工作高度。
[0117]移动叶片电动卷扬机65的电动机反转，通过下叶片钢丝绳57和上叶片钢丝绳72提拉上叶片的移动叶片67和下叶片的可移动叶片55分别移动到上叶片框架74和下叶片框架108的底部，上叶片的移动叶片67接触叶片框架底部位置开关99，移动叶片电动卷扬机65的电动机停止工作并自锁。叶片39的扫风面积达到最小值。
[0118]在叶片39正常工作，叶片39的工作状态由凸轮导杆42的位置开关控制。
[0119]凸轮导杆高停留接近开关S641工作并且滑块上开关触头79接触滑块前行程终点位置开关S188或滑块后行程终点位置开关S491时，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开，液压缸85自锁，叶片空心转轴59固定，叶片39张开固定工作。
[0120]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时滑块上开关触头79接触滑块前半行程的行程开关S289，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的4YA工作，液压缸85推动滑块上开关触头79移动到接触滑块前行程终点位置开关S188，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0121]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时滑块上开关触头79接触滑块后半行程的行程开关S390，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的3YA工作，液压缸85推动滑块上开关触头79移动到接触滑块后行程终点位置开关S491，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0122]凸轮导杆低停留接近开关S540工作，二位二通电磁阀110的2YA工作接通油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开。液压缸85推杆可以自由移动，叶片空心转轴59可以自由转动，叶片39保持随风自由摆动状态。工作状态三:
[0123]风速≥25米/秒，多触点风速控制开关(SVl，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5) 38的SV3工作，风向的变化由风向标确定。
[0124]固定在固定支架120上的二个二位二通手动电磁气阀13打开，可升降移动支架的电动卷扬机2的电动机反转，可升降的移动支架119到达底部工作位置，接触固定支架的底部位置开关51，可升降移动支架的电动卷扬机2的电动机停止工作自锁。
[0125]保持叶片39的扫风面积达到最小值。
[0126]叶片39正常工作，叶片39的工作状态由凸轮导杆42的位置开关控制。
[0127]凸轮导杆高停留接近开关S641工作并且滑块上开关触头79接触滑块前行程终点位置开关S188或滑块后行程终点位置开关S491时，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开，液压缸85自锁，叶片空心转轴59固定，叶片39张开固定工作。
[0128]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时滑块上开关触头79接触滑块前半行程的行程开关S289，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的4YA工作，液压缸85 推动滑块上开关触头79移动到接触滑块前行程终点位置开关S188，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0129]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时滑块上开关触头79接触滑块后半行程的行程开关S390，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的3YA工作，液压缸85推动滑块上开关触头79移动到接触滑块后行程终点位置开关S491，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0130]凸轮导杆低停留接近开关S540工作，二位二通电磁阀110的2YA工作接通油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开。液压缸85推杆可以自由移动，叶片空心转轴59可以自由转动，叶片39保持随风自由摆动状态。工作状态四:
[0131]风速≥30米/秒，多触点风速控制开关(SVl，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5) 38的SV4工作，风向的变化由风向标确定。
[0132]可升降的移动支架119保持在最低的高度工作。
[0133]保持叶片39的扫风面积达到最小值。
[0134]减少叶片39的工作数目到最少值。
[0135]正常工作的叶片39的工作状态由凸轮导杆42的位置开关控制。
[0136]凸轮导杆高停留接近开关S641工作并且滑块上开关触头79接触滑块前行程终点位置开关S188或滑块后行程终点位置开关S491时，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开，液压缸85自锁，叶片空心转轴59固定，叶片39张开固定工作。
[0137]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时滑块上开关触头79接触滑块前半行程的行程开关S289，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的4YA工作，液压缸85推动滑块上开关触头79移动到接触滑块前行程终点位置开关S188，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0138]凸轮导杆高停留接近开关S641工作同时滑块上开关触头79接触滑块后半行程的行程开关S390，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111的3YA工作，液压缸85推动滑块上开关触头79移动到接触滑块后行程终点位置开关S491，叶片空心转轴59带动叶片39随之转动到张开固定工作位置。
[0139]凸轮导杆低停留接近开关S540工作，二位二通电磁阀110的2YA工作接通油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开。液压缸85推杆可以自由移动，叶片空心转轴59可以自由转动，叶片39保持随风自由摆动状态。非工作的叶片39不再接受凸轮导杆的位置开关S5，S6和滑块开关SI，S2，S3，S4的控制，二位二通电磁阀110的2YA工作接通油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开。液压缸85推杆可以自由移动，叶片空心转轴59可以自由转动，叶片39保持随风自由摆动状态。
[0140]工作状态五:
[0141]风速>35米/秒时，多触点风速控制开关(SV1，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5)38的SV5工作，风向的变化与风向标无关，风力发电机系统处于安全保护工作状态。
[0142]可升降的移动支架119保持在最低的工作高度。
[0143]叶片39的扫风面积达到最小值。
[0144]保持最少工作叶片39的数目。
[0145]工作状态六:
[0146]风力发电机紧急停机
[0147]由手动按钮或遥控器开关发出发布指令，移动叶片电动卷扬机65的电动机反转，通过下叶片钢丝绳57和上叶片钢丝绳72提拉上叶片的移动叶片67和下叶片的可移动叶片55分别移动到上叶片框架74和下叶片框架108的底部，上叶片的移动叶片67接触叶片框架底部位置开关99，移动叶片电动卷扬机65的电动机停止工作并自锁。叶片39的扫风面积达到最小值。
[0148]叶片39不再接受凸轮导杆的位置开关S5，S6和滑块开关SI，S2，S3，S4的控制，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开，全部叶片处于张开固定状态。风力发电机的制动器22工作使发电机48停机并锁紧。可升降的移动支架119降到最低高度，风力发电机进入初始清零状态。
[0149]风力发电机紧急停机或者由于意外事故后恢复工作状态的程序设计
[0150]在风力发电机紧急停机或者由于意外事故修复后，风力发电机进入初始清零状态。移动叶片电动卷扬机65的电动机反转，通过下叶片钢丝绳57和上叶片钢丝绳72提拉上叶片的移动叶片67和下叶片的可移动叶片55分别移动到上叶片框架74和下叶片框架108的底部，上叶片的移动叶片67接触叶片框架底部位置开关99，移动叶片电动卷扬机65的电动机停止工作并自锁。叶片39的扫风面积达到最小值。
[0151]叶片39不再接受凸轮导杆的位置开关S5，S6和滑块开关SI，S2，S3，S4的控制，二位二通电磁阀110的IYA工作断开油路同时三位四通的M型电磁阀111处于中间位置与主油路断开，全部叶片处于张开固定状态。风力发电机的制动器22工作使发电机48停机并锁紧。可升降的移动支架119保持最低高度。按下手动或遥控开或者由风力发电机自主启动，风力发电机由风速变量(SV1，SV2，SV3，SV4，SV5)和风向变量(S5，S6)控制工作。[0152]1.当风速小于15米/秒时，多触点风速控制开关(SV1，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5)38的SVl工作，风力发电机进入工作状态一。
[0153]2.风速大于15米/秒时，多触点风速控制开关(SVl，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5) 38的SV2工作，风力发电机进入工作状态二。
[0154]3.风速大于25米/秒时，多触点风速控制开关(SVl，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5) 38的SV3工作，风力发电机进入工作状态三。
[0155]4.风速大于30米/秒时，多触点风速控制开关(SVl，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5) 38的SV4工作，风力发电机进入工作状态四。
[0156]5.风速大于35米/秒时，多触点风速控制开关(SVl，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5) 38的SV5工作，风力发电机进入工作状态五。
[0157]6.当风力发电机意外事故，或紧急停机时，按下手动或遥控开关，风力发电机脱离风速变量(SVl，SV2，SV3，SV4，SV5)和风向变量(S5，S6)控制，风力发电机进入工作状态六。
【权利要求】
1.一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机，其特征是:该可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机由垂直轴大扭矩叶轮机构(122)，固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)，固定支架(120)和可升降的移动支架(119)组成；垂直轴大扭矩叶轮机构(122)通过叶轮机构固定架(26)与固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)的顶板相连；固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)上的连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架的底板(21)与可升降的移动支架(119)的固结可升降的移动支架的导向杆和辅助支杆的三角形连结板(20)相连。
2.根据权利要求1中所述的一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机，其特征是:所述的垂直轴大扭矩叶轮机构(122)通过以下方式构成:风向标(31)与风向标转轴(30)相固结，通过风向标叶片框架(113)和风向标叶片支撑板(115)构成流线型的风标叶片(117)，在风向标叶片(117)的尾部一侧有风向标尾部开口叶片(114)，和风向标尾部开口槽隔板(116)构成V型开口槽，另一侧是半圆弧封闭端面的风向标尾部闭合叶片(118);凸轮导杆(42)通过凸轮导杆支架(32)与叶轮架杆(36)相连，凸轮导杆(42)相对于导杆支架(32)运动，凸轮导杆(42)上有凸轮导杆滚轮(33)与凸轮(34)接触；在导杆支架(32)上安装有凸轮导杆高停留接近开关S6 (41)和凸轮导杆低停留接近开关S5 (40);在固定凸轮(34)的风向标转轴(30)上固定有带有可调整径向滑块位置的平衡环(43)，在风向标转轴(30)上固定有风向标转轴上的导电导油滑环(44);叶轮架杆(36)固定在叶轮架杆转轴(28)上，叶轮架杆转轴(28)通过叶轮架杆转轴轴承(27)与叶轮机构固定架(26)的圆筒形内壁相连接；风标转轴(30)通过风向标转轴轴承(29)与叶轮机构固定架(26)的圆筒形外壁相连，叶轮机构固定架(26)与固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)的顶板相连；叶轮架杆转轴(28)上固定有叶轮架杆转轴上的导电导油滑环(35);叶轮架杆转轴(28)的顶部安装有叶轮架杆上的控制箱(37)和多触点风速控制开关(SVl，SV2，SV3，SV3，SV4，SV5);叶轮架杆转轴(28)的下端部装有连接叶轮架杆转轴和增速器的输入轴联轴器(25)与增速器(24)的输入轴相连；可调整扫风面积的叶片(39)由上叶片框架(74)通过上叶片框架固定板(62)与叶片空心转轴(59)相连；下叶片框架(108)通过下叶片框架固定板(58)与叶片空心转轴(59)相连；叶片空心转轴(59)与叶片转轴轴承(61)相连，叶片转轴轴承(61)和叶片转轴轴承固定轴套(60)与叶轮架杆(36)相连；移动叶片电动卷扬机(65)通过移动叶片电动卷扬机的固定装置(64)装在上叶片框架(74)上，上叶片的固定叶片(66)，叶片框架顶部位置开关(97)，叶片框架底部的位置开关(99)安装固定在上叶片框架(74);在上叶片框架(74)顶部有上叶片框架拉索(70)与上叶片框架固定板(62)连接拉紧；在上叶片框架(74)和下叶片框架(108)的中心线两侧有两个对称的布置的上叶片的移动叶片的导向杆(71)和下叶片的移动叶片的导向杆(107)，上叶片的移动叶片(67)和下叶片的可移动叶片(55)的两侧装有可以在上叶片框架(74)和下叶片框架(108)两侧移动的直线导轨轴承(103);上叶片的移动叶片(67)沿上叶片的移动叶片的导向杆(71)垂直上下移动；下叶片的可移动叶片(55)沿下叶片的移动叶片的导向杆(107)垂直上下移动；上叶片的移动叶片的导向杆(71)的顶部和底部分别固定有上叶片的移动叶片导杆顶部的有内圆锥孔的缓冲座(73)和上叶片的移动叶片导杆底部的有内圆锥孔的缓冲座(63)，在上叶片的移动叶片(67)固定有上叶片的移动叶片的导向套(68) 和上叶片的移动叶片的导向缓冲锥套(69);下叶片的固定叶片(56)安装固定在下叶片框架(108)上，在下叶片框架(108)的顶部有下叶片框架拉索(54)与下叶片框架固定板(58)连接拉紧；在下叶片的移动叶片的导向杆(107)的顶部和底部分别固定有下叶片的移动叶片导杆顶部的有内圆锥孔的缓冲座(121)和下叶片的移动叶片导杆底部的有内圆锥孔的缓冲座(104)，下叶片的可移动叶片(55)上固定有下叶片的移动叶片的导向套(106)和下叶片的移动叶片的导向缓冲锥套(105);上叶片的移动叶片(67)顶部与上叶片钢丝绳(72)相连，上叶片钢丝绳(72)通过固定在上叶片框架(74)顶部的上叶片框架顶部钢丝绳滑轮(75)与移动叶片电动卷扬机(65)的滚筒相连，上叶片的移动叶片(67)的底部与下叶片钢丝绳(57)相连，下叶片钢丝绳(57)经过叶片空心转轴(59)内的空心部分和固定在下叶片框架(108)顶部的下叶片框架顶部钢丝绳滑轮(53)与下叶片的可移动叶片(55)的顶部相连，下叶片的可移动叶片(55)的底部与上叶片钢丝绳(72)相连，上叶片钢丝绳(72)经过叶片空心转轴(59)内的空心部分与移动叶片电动卷扬机(65)的滚筒相连；在上叶片框架(74)顶部安装有叶片框架顶部位置开关(97)，在上叶片框架(74)底部安装有叶片框架底部的位置开关(99);固定空心转轴(59)上的叶片空心转轴上的偏心轮(101)通过叶片空心转轴上的偏心轮连杆的关节轴承(100)与叶片空心转轴上的偏心轮连杆(102)的端部相连，叶片空心转轴上的偏心轮连杆(102)另一端通过滑块与偏心轮连杆连接轴的关节轴承(84)与滑块与偏心轮连杆的连接轴(82)相连，滑块与偏心轮连杆的连接轴(82)通过滑块与偏心轮连杆连接轴的关节轴承(83)与相连滑块(80)，构成一个偏心曲柄滑块机构，偏心曲柄的回转中心与空心转轴(59)的回转中心重合；滑块(80)通过与滑块相连的直线导轨轴承(81)与叶轮架杆(36)相连，滑块(80)相对叶轮架杆(36)运；滑块上开关触头(79)固定在滑块(80)上；滑块前行程终点位置开关SI (88)，滑块前半行程的行程开关S2 (89)，滑块后半行程的行程开关S3 (90)，滑块后行程终点位置开关S4 (91)，滑块前行程终点位置开关SI (88)，滑块前半行程的行程开关S2 (89)，滑块后半行程的行程开关S3 (90)，滑块后行程终点位置开关S4 (91)，均固定在与叶轮架杆(36)相连接的行程位置开关固定架(86)上；液压缸(85)的推杆端部通过液压缸推杆关节轴承(76)与滑块与液压缸推杆的连接轴(78)相连，滑块与液压缸推杆连接轴的关节轴承(77)与滑块(80)相连；液压缸(85)通过液压缸固定支架(76)固定在叶轮架杆(36)上；叶片转轴上的导电滑环(98)安装在叶片空心转轴(59)上；在液压缸(85)有推杆侧的油路上连接有单向节流阀(109),在进油时单向节流阀(109)的单向阀导通,在出油时节流；单向节流阀(109)与二位二通电磁阀(110)和三位四通的M型电磁阀(111)连接；在液压缸无推杆侧的油路上连接有二位二通电磁阀(110)和三位四通的M型电磁阀(111);三位四通的M型电磁阀(111)的进油路与分支油路单向阀(112)的出油口连接，三位四通的M型电磁阀(111)的出油路与液压传动系统供油箱(92)连接，分支油路单向阀(112)的进油口与主油路单向阀(96)的出油路连接，液压泵(94)的出油路与溢流阀(95)和主油路单向阀(96)的入油口连接，液压泵(94)的进油路，通过滤油器(93)与液压传动系统供油箱(92)连接。
3.根据权利要求1中所述的一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机，其特征是:在所述的固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)上，增速器(24)与连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)的底板上的增速器支架(23)相连，增速器(24)的输出轴通过连接增速器输出轴和发电机的输入轴的联轴器(46)与发电机(48)的输入轴相连,在发电机(48)的输入轴上固定有发电机转轴上的制动盘(47)，发电机(48)，风力发电机的制动器(22)，液压传动系统供油箱(92)，过滤器(93)，液压泵(94)，溢流阀(95)，主油路单向阀(96)均固定在连接叶轮机构和可升降的移动支架的支架(45)上。
4.根据权利要求1中所述的一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机，其特征是:在所述的固定支架(120)和可升降的移动支架(119)通过以下方式构成:固定支架(120)的底部有三个一端与风力发电机的固定支架底座(1)相固结另一端与圆筒形的固定支架(6)的底部固结的固定支架的支撑板(3)，固定支架的支撑板(3)间隔120°均布在风力发电机的固定支架底座(1)上；圆筒形的固定支架(6)的底部距离风力发电机的固定支架底座(1)有一定的高度，装有可拆卸的固定圆筒形支架的底部端盖(5);圆筒形的固定支架(6)的外底部安装有带有内圆锥孔的底部支座(7)，在带有内圆锥孔的底部支座(7)的内圆锥孔的顶部开有的排气孔装有排气孔的消音装置(8)；在带有内圆锥孔的底部支座(7)上装有固定支架的底部位置开关(51);圆筒形的固定支架(6)的外部圆周面上有二个径向对称分布的圆筒形的固定支架外圆周上的轴向导向键(9)，圆筒形的固定支架(6)的顶部通过安装在内圆孔的轴向直线滚动轴承(18)与可升降的移动支架导向杆(19)相连；可升降的移动支架导向杆(19)的端部有可升降的移动支架导向杆的端部挡环(50);圆筒形的固定支架(6)的顶部外圆面固定有带有内圆锥孔的顶部支座(14)，在带有内圆锥孔的顶部支座(14)的内圆锥顶部开有二个排气孔，排气孔与二位二通手动电磁气阀(13)相连，在带有内圆锥孔的顶部支座(14)的外部安装有固定支架的顶部位置开关(49)；圆筒形的固定支架(6)的顶部固定有固定钢丝绳滑轮固定架(16)；在固定钢丝绳滑轮 固定架(16)的两端各安装有一个圆筒形固定支架顶部的固定钢丝绳滑轮(15);可升降的移动支架导向杆(19)和可升降的移动支架辅助支杆(17)与固结可升降的移动支架的导向杆和辅助支杆的三角形连结板(20);在可升降的移动支架辅助支杆(17)的另一端连接有两端带有外圆锥面的外圆锥滑套(12);外圆锥滑套(12)的圆形筒的内孔壁开有二个径向对称分布的与固定支架外圆周上的轴向导向键(9)配合的轴向键槽，外圆锥滑套(12)的内圆孔与圆筒形的固定支架(6)外圆周面为间隙配合；在外圆锥滑套(12)的圆形筒的外圆周上径向对称固结用于引导钢丝绳的两套外圆锥滑套上的钢丝绳滑轮(10)的与外圆锥滑套固结的钢丝绳滑轮固定架(11)的支架；可升降的支架的传动钢丝绳(4)的一端与固定钢丝绳滑轮固定架(16)相固结，经过圆筒形固定支架顶部的固定钢丝绳滑轮(15)，外圆锥滑套上的钢丝绳滑轮(10)，固定在固定支架底座(1)上的底部钢丝绳滑轮装置(52)与固定在固定支架底座(1)上的可升降移动支架的电动卷扬机(2)的滚筒相连。
【文档编号】F03D9/00GK203702461SQ201320792172
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】姜国超 申请人:姜国超