一种风力发电机的偏航机构的制作方法

本发明涉及风能发电设备领域，具体为一种风力发电机的偏航机构。

背景技术：

风力发电具备可再生、永不枯竭的优点，且是一种清洁、环境效益好的新能源发电设备，风力发电机在工作时，为了确保叶轮叶片进风的强度，通常设置偏航系统，控制叶轮叶片对应风向，以确保最大进风量，提高效率。

风力发电机的偏航机构一般有多个偏航电机驱动转齿旋转，在固定的齿圈限位下，使得机舱整体朝一个方向旋转，且在机舱旋转度数超过650°后，偏航系统控制偏航电机反向旋转解缆。

然而，由于现有的风力发电机偏航机构控制反转解缆一般是在机舱旋转到650度后才进行解缆，在这过程中，电缆缠绕一定角度后，扭力增大，容易造成接线端子松动或脱落的问题，且需要设置偏航编码器、限位开关等组件进行后期解缆操作，成本较高，故障率提高，影响后续使用。

技术实现要素：

本发明提供了一种风力发电机的偏航机构，具备无需解缆的优点，解决了背景技术中提到的技术问题。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案予以实现：一种风力发电机的偏航机构，包括塔架、机座，所述塔架的顶部固定连接有支撑座，所述机座设于支撑座的顶部，且机座可相对支撑座旋转，所述机座底部的外沿开设有环形槽，所述环形槽内设有三和顺时针偏航电机和逆时针偏航电机，三个所述顺时针偏航电机和三个所述逆时针偏航电机在环形槽内等距且错位排布，所述机座的底部固定连接有四个限位轴，四个所述限位轴上活动套装有可上下移动的联动板，所述联动板的外沿轴承套装有六个旋转轴，且两个旋转轴分别与三个顺时针偏航电机和三个逆时针偏航电机一一对应，每个所述旋转轴的两端均固定套接有定位齿轮，所述支撑座的顶部固定安装有位于机座下方的限位环，且限位环的内侧设有与旋转轴底部定位齿轮啮合的齿圈，所述联动板每旋转一圈进行上、下换位移动，且联动板上移后，所述旋转轴顶部的定位齿轮只与逆时针偏航电机的输出轴传动连接，联动板下移后，所述旋转轴顶部的定位齿轮只与顺时针偏航电机的输出轴传动连接。

可选的，所述顺时针偏航电机和逆时针偏航电机的形状、结构均完全相同，所述顺时针偏航电机和逆时针偏航电机均固定安装在一个电机盒内，所述电机盒通过螺栓固定到塔架底部的环形槽内，所述顺时针偏航电机的输出轴与减速机组的输入轴传动连接，所述减速机组的输出轴固定套接有位于电机盒外部的输出轴套，所述顺时针偏航电机底部的输出轴套内腔的底部设有与定位齿轮啮合的转齿，所述逆时针偏航电机底部的输出轴套内腔的顶部设有与定位齿轮啮合的转齿。

可选的，所述联动板的中部固定套装有联动套管，所述联动套管的底端延伸至塔架内并固定套装有调节板，所述调节板的两侧分别固定连接有第一挡板、第二挡板，所述调节板底部的外沿固定连接有两个限位磁块，且两个限位磁块分别靠近第一挡板、第二挡板处，所述塔架的内部固定套装有位于调节板处的限定环板，所述限定环板内部的两侧分别开设有一组第一槽口和第二槽口，每组所述第一槽口和第二槽口的数量均为两个，且两个第一槽口、第二槽口对称分布在限定环板的两侧，所述第一槽口的长度大于第二槽口的长度，两个所述第一槽口与第一挡板相适配，两个所述第二槽口与第二挡板相适配，所述塔架的内部固定套装有位于限定环板下方的定位板，所述定位板顶部的两侧均固定连接有第一磁块和第二磁块，且定位板两侧的两个第一磁块和第二磁块位置恰好相反，两个所述第一磁块和第二磁块均位于限位磁块的下方，所述第一磁块和第二磁块的顶部磁极相反。

可选的，所述支撑座顶部的外沿固定安装有端面轴承，所述端面轴承的顶部固定安装有支撑环板，所述支撑环板的顶部与机座的底部固定连接。

可选的，所述限位轴的数量为四个，且四个限位轴在联动板上等距排列，所述限位轴的表面与联动板的内表面贴合，所述限位轴的底部螺纹套接有限位螺母。

可选的，所述机座、定位板的中部均开设有通槽，且通槽的直径值大于联动套管的内径值。

本发明提供了一种风力发电机的偏航机构，具备以下有益效果：

1、该风力发电机的偏航机构，通过顺时针偏航电机和逆时针偏航电机分别对正、反向旋转一圈后的定位齿轮进行驱动，使得机座始终保持接近三百六十度的瞬时针、逆时针旋转，在保障机座上的叶轮叶片能够对应各个风向的同时，使得塔架和机座之间固定的电缆旋转的圈数不会超出一圈，有效的防止电缆缠绕一定圈数后，扭力增大，容易造成接线端子松动或脱落的问题。

2、该风力发电机的偏航机构，通过顺时针偏航电机和逆时针偏航电机分别对正、反向旋转一圈后的定位齿轮进行驱动设计，利用联动板没旋转一圈的上下换位移动设计，使得机座相对塔架的旋转角度不会超过三百六十度，从而无需设置偏航编码器、限位开关等组件进行后期解缆操作，节省了成本，还避免了解缆用设备故障导致无法正常解缆所带来的整体故障问题。

3、该风力发电机的偏航机构，通过联动板上的四个限位轴，在保障联动板稳定上下移动的同时，便于联动板在旋转时，带动机座旋转，避免由顺时针偏航电机带动旋转轴先对限位环旋转的同时，还带动机座整体进行旋转，导致机座、顺时针偏航电机容易故障的问题。

附图说明

图1为本发明偏航机构顺时针偏转结构示意图；

图2为本发明偏航机构逆时针偏转结构示意图；

图3为本发明图1结构机座的仰视图；

图4为本发明图1结构限位环的俯视图；

图5为本发明图1结构调节板的仰视图；

图6为本发明图1结构定位板的俯视图；

图7为本发明图1的两个偏航电机的结构示意图。

图中：1、塔架；2、支撑座；3、端面轴承；4、支撑环板；5、机座；6、顺时针偏航电机；601、电机盒；602、减速机组；603、输出轴套；7、逆时针偏航电机；8、限位环；9、限位轴；10、联动板；101、旋转轴；102、定位齿轮；11、联动套管；12、调节板；121、第一挡板；122、第二挡板；13、限位磁块；14、限定环板；141、第一槽口；142、第二槽口；15、定位板；151、第一磁块；152、第二磁块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，一种风力发电机的偏航机构，包括塔架1、机座5，塔架1的顶部固定连接有支撑座2，机座5设于支撑座2的顶部，且机座5可相对支撑座2旋转，机座5底部的外沿开设有环形槽，环形槽内设有三和顺时针偏航电机6和逆时针偏航电机7，三个顺时针偏航电机6和三个逆时针偏航电机7在环形槽内等距且错位排布，即每个顺时针偏航电机6和每个逆时针偏航电机7相邻，且每个顺时针偏航电机6和逆时针偏航电机7的间距相同，机座5的底部固定连接有四个限位轴9，四个限位轴9上活动套装有可上下移动的联动板10，联动板10的外沿轴承套装有六个旋转轴101，且两个旋转轴101分别与三个顺时针偏航电机6和三个逆时针偏航电机7一一对应，每个旋转轴101的两端均固定套接有定位齿轮102，支撑座2的顶部固定安装有位于机座5下方的限位环8，且限位环8的内侧设有与旋转轴101底部定位齿轮102啮合的齿圈，联动板10每旋转一圈进行上、下换位移动，且联动板10上移后，旋转轴101顶部的定位齿轮102只与逆时针偏航电机7的输出轴传动连接，联动板10下移后，旋转轴101顶部的定位齿轮102只与顺时针偏航电机6的输出轴传动连接，通过驱动旋转反向相反的顺时针偏航电机6和逆时针偏航电机7的设计，初始状态下，旋转轴101顶部的定位齿轮102与顺时针偏航电机6的输出轴传动连接，此时，在顺时针偏航电机6的驱动下，定位齿轮102与旋转轴101整体顺时针旋转，在限位环8内侧齿圈对旋转轴101底部的定位齿轮102啮合限位下，旋转轴101、联动板10、限位轴9和机座5整体逆时针旋转，联动板10逆时针旋转一圈后，联动板10会带动旋转轴101上移，使得联动板10顶部的定位齿轮102与顺时针偏航电机6的输出轴分离，与逆时针偏航电机7的输出轴传动连接，在逆时针偏航电机7的驱动下，定位齿轮102和旋转轴101开始逆时针旋转，在限位环8内侧齿圈对旋转轴101底部的定位齿轮102啮合限位下，旋转轴101、联动板10、限位轴9和机座5整体顺时针旋转，从而使得机座5始终保持接近三百六十度的瞬时针、逆时针旋转，从而使得塔架1和机座5之间固定的电缆旋转的圈数不会超出一圈，有效的防止电缆缠绕一定圈数后，扭力增大，容易造成接线端子松动或脱落的问题，且无需设置偏航编码器、限位开关等组件进行后期解缆操作，节省了成本，还避免了解缆用设备故障导致无法正常解缆所带来的整体故障问题，并且利用限位轴9的限位，使得联动板10带动机座5整体旋转，相较于现有仅通过偏航电机固定在机座5上，在偏行电机与齿圈啮合下，使得机座5旋转的方式来说，提高了顺时针偏航电机6、逆时针偏航电机7驱动下，机座5随之旋转的稳定性，减小了故障率。

其中，顺时针偏航电机6和逆时针偏航电机7的形状、结构均完全相同，顺时针偏航电机6和逆时针偏航电机7均固定安装在一个电机盒601内，电机盒601通过螺栓固定到塔架1底部的环形槽内，顺时针偏航电机6的输出轴与减速机组602的输入轴传动连接，减速机组602的输出轴固定套接有位于电机盒601外部的输出轴套603，顺时针偏航电机6底部的输出轴套603内腔的底部设有与定位齿轮102啮合的转齿，逆时针偏航电机7底部的输出轴套603内腔的顶部设有与定位齿轮102啮合的转齿，在联动板10上移后，旋转轴101顶部的定位齿轮102随之上移，定位齿轮102与顺时针偏航电机6底部的输出轴套603内转齿脱离，且上移后的定位齿轮102与逆时针偏航电机7底部的输出轴套603内转齿啮合，从而使得上移后的联动板10在逆时针偏航电机7的反向驱动旋转下，进行反向旋转，从而确保机座5、联动板10整体每旋转接近一圈后，都会反转，从而避免机座5与塔架1之间电缆因偏航机构的旋转造成缠绕的情况，还保障了机座5上安装的叶轮叶片在偏航机构的控制下，对应进风方向，实现风力最大化利用。

其中，联动板10的中部固定套装有联动套管11，联动套管11的底端延伸至塔架1内并固定套装有调节板12，调节板12的两侧分别固定连接有第一挡板121、第二挡板122，调节板12底部的外沿固定连接有两个限位磁块13，且两个限位磁块13分别靠近第一挡板121、第二挡板122处，塔架1的内部固定套装有位于调节板12处的限定环板14，限定环板14内部的两侧分别开设有一组第一槽口141和第二槽口142，每组第一槽口141和第二槽口142的数量均为两个，且两个第一槽口141、第二槽口142对称分布在限定环板14的两侧，第一槽口141的长度大于第二槽口142的长度，两个第一槽口141与第一挡板121相适配，两个第二槽口142与第二挡板122相适配，塔架1的内部固定套装有位于限定环板14下方的定位板15，定位板15顶部的两侧均固定连接有第一磁块151和第二磁块152，且定位板15两侧的两个第一磁块151和第二磁块152位置恰好相反，两个第一磁块151和第二磁块152均位于限位磁块13的下方，第一磁块151和第二磁块152的顶部磁极相反，在旋转轴101顶部的定位齿轮102与顺时针偏航电机6的输出轴啮合时，调节板12位于限定环板14的下方，此时，机座5的旋转由顺时针偏航电机6控制，并在顺时针偏航电机6的控制下，逆时针旋转，当机座5、限位轴9、联动板10、联动套管11、调节板12整体旋转，至调节板12侧面的第一挡板121位于第一槽口141处，第二挡板122位于第二槽口142处时，调节板12底部的两个限位磁块13恰好位于定位板15顶部的两个第一磁块151的上方，此时，限位磁块13的底部和第一磁块151的顶部磁极相同，在第一磁块151对限位磁块13的斥力作用下，调节板12、联动套管11、联动板10、旋转轴101整体上移，至第一挡板121、第二挡板122上移到限定环板14的上方，旋转轴101顶部的定位齿轮102与顺时针偏航电机6的输出轴分离，与逆时针偏航电机7的输出轴啮合，此时，机座5的旋转由逆时针偏航电机7控制，并在逆时针偏航电机7的控制下，顺时针旋转，直至调节板12侧面的第一挡板121旋转至限定环板14的另一侧第一槽口141处，联动板10下移，恢复顺时针偏航电机6驱动旋转，从而使得联动板10、限位轴9始终保持顺时针、逆时针旋转的状态，避免机座5相对塔架1旋转的圈数较多，导致电缆缠绕的问题。

其中，支撑座2顶部的外沿固定安装有端面轴承3，端面轴承3的顶部固定安装有支撑环板4，支撑环板4的顶部与机座5的底部固定连接，通过端面轴承3和支撑环板4对机座5的支撑，以提高机座5的承载能力，且不影响机座5相对塔架1的旋转，从而便于机座5进行偏航动作，使得机座5上安装的叶轮叶片在偏航机构的控制下，对应进风方向。

其中，限位轴9的数量为四个，且四个限位轴9在联动板10上等距排列，限位轴9的表面与联动板10的内表面贴合，限位轴9的底部螺纹套接有限位螺母，通过限位螺母的限位，使得联动板10下移后，旋转轴101上的定位齿轮102恰好与顺时针偏航电机6的输出轴传动连接，与逆时针偏航电机7的输出轴分离，并通过联动板10与四个限位轴9活动套接，保障联动板10稳定上下移动的同时，便于联动板10在旋转时，带动机座5旋转，避免由顺时针偏航电机6带动旋转轴101先对限位环8旋转的同时，还带动机座5整体进行旋转，导致机座5、顺时针偏航电机6容易故障的问题。

其中，机座5、定位板15的中部均开设有通槽，且通槽的直径值大于联动套管11的内径值，以便通过机座5、定位板15中部的通槽穿过电缆，确保风力发电机的正常输电。

工作时，首先，在偏航系统的控制下，使得顺时针偏航电机6、逆时针偏航电机7驱动旋转轴101旋转，初始状态下，旋转轴101顶部的定位齿轮102与顺时针偏航电机6的输出轴传动连接，此时，在顺时针偏航电机6的驱动下，定位齿轮102与旋转轴101整体顺时针旋转，在限位环8内侧齿圈对旋转轴101底部的定位齿轮102啮合限位下，旋转轴101、联动板10、限位轴9和机座5整体逆时针旋转，联动板10逆时针旋转一圈后，至调节板12侧面的第一挡板121位于第一槽口141处，第二挡板122位于第二槽口142处时，调节板12底部的两个限位磁块13恰好位于定位板15顶部的两个第一磁块151的上方，此时，限位磁块13的底部和第一磁块151的顶部磁极相同，在第一磁块151对限位磁块13的斥力作用下，调节板12、联动套管11、联动板10、旋转轴101整体上移，至第一挡板121、第二挡板122上移到限定环板14的上方，旋转轴101顶部的定位齿轮102与顺时针偏航电机6的输出轴分离，与逆时针偏航电机7的输出轴啮合，此时，机座5的旋转由逆时针偏航电机7控制，并在逆时针偏航电机7的控制下，顺时针旋转，直至调节板12侧面的第一挡板121旋转至限定环板14的另一侧第一槽口141处，联动板10下移，恢复顺时针偏航电机6驱动旋转，如此往复，使得机座5始终相对塔架1旋转的角度不超过三百六十度，即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。