风力发电机

1.本发明涉及发电设备技术领域，具体涉及一种风力发电机。


背景技术：

2.目前的风力发电机通常包括壳体、主轴、发电机和多个桨叶，风力吹动桨叶，桨叶带动主轴转动，主轴带动发电机发电。部分风力发电机内部还会设置有变桨系统。
3.变桨控制技术就是通过调节桨叶的节距角，改变气流对桨叶的攻角，进而控制风轮捕获的气动转矩和气动功率。变桨系统作为大型风电机组控制系统的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。稳定的变桨控制已成为当前大型风力发电机组控制技术研究的热点和难点之一。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种风力发电机，旨在解决如何提供一种稳定的风力发电机。
5.为实现上述目的，本发明提出的风力发电机包括：
6.主体，所述主体包括壳体、旋转罩、桨叶和主轴，所述桨叶间隔设置有多个，多个所述桨叶间隔均匀的可转动连接于所述旋转罩上，所述桨叶带动所述旋转罩转动，所述主轴与所述旋转罩固定，所述主轴转动于所述壳体内；
7.变桨组件，所述变桨组件包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述桨叶的数量相同且一一对应连接；所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮相互啮合；
8.传动组件，所述传动组件转动于所述壳体内，所述传动组件包括传动轴与连接件，所述传动轴同轴连接于所述第一锥齿轮，所述连接件用于将所述传动轴与壳体连接。
9.优选地，所述风力发电机的主轴呈管状，所述传动轴可转动地设置于所述主轴内；所述连接件设置于所述壳体内。
10.优选地，各所述第二锥齿轮均上设置有转轴，所述传动轴的外周壁开设有环槽，所述转轴插接并滑动于所述环槽内。
11.优选地，所述连接件为液压缸，所述液压缸包括缸体和活塞杆，所述缸体设置于所述壳体，所述传动轴的周壁上开设有供所述活塞杆插接的插孔。
12.优选地，所述插孔围绕所述传动轴间隔设置有多个。
13.优选地，所述风力发电机还包括传感器，所述传感器用于检测所述桨叶的角度，所述传感器与所述连接件电连接。
14.优选地，所述传感器对应所述桨叶的数量设置有多个且一一对应设置，各所述传感器检测对应的所述桨叶。
15.优选地，所述风力发电机还包括风力检测组件，所述风力检测组件与所述连接件电连接。
16.优选地，所述桨叶与所述第二锥齿轮连接，所述第二锥齿轮通过第二轴承转动于
所述旋转罩，第二轴承包括第二内环和第二外环，所述第二内环同轴固定于所述第二锥齿轮远离所述第一锥齿轮的端面，所述第二外环同轴套设并转动于所述第二内环外部，所述第二外环的外壁固定于旋转罩。
17.优选地，所述壳体内还设置有发电机本体，所述发电机本体与所述传动轴连接。
18.本发明技术方案中，设备正常运转时，桨叶被风吹动旋转，多个桨叶带动主轴转动并通过发电机完成发电。此时多个桨叶通过第二锥齿轮与第一锥齿轮的啮合带动传动轴转动，传动轴和主轴均转动于壳体内。当需要调整桨叶的角度时，利用连接件将壳体与传动轴连接，此时传动轴无法转动而桨叶仍然带动各第二锥齿轮围绕传动轴转动，此时第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合并转动，第二锥齿轮自转并带动对应的桨叶转动。当桨叶调整到合适的角度后，连接件将壳体与传动轴分离，传动轴继续旋转，完成桨叶改变。本设计通过风力带动桨叶转动的动力实现桨叶角度的改变，不需要额外的动力，节约成本。并且一个第一锥齿轮同时带动多个第二锥齿轮和对应的桨叶转动，使多个桨叶同时变桨，提高桨叶改变的稳定性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本发明一实施例风力发电机的整体结构示意图；
21.图2为本发明一实施例风力发电机的内部结构示意图。
22.附图标号说明：
23.标号名称标号名称100变桨组件400旋转罩101第一锥齿轮500桨叶102第二锥齿轮600主轴200传动组件700插孔201传动轴800第一轴承202液压缸900传感器2021缸体110第二轴承2022活塞杆120环槽300壳体130转轴
24.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
26.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
30.请参照图1至图2，在本发明一实施例中提出一种风力发电机，风力发电机包括：主体、变桨组件100和传动组件200，其中，所述主体包括壳体300、旋转罩400、桨叶500和主轴600，所述桨叶500间隔设置有多个，多个所述桨叶500间隔均匀的可转动连接于所述旋转罩400上，所述桨叶500带动所述旋转罩400转动，所述主轴600与所述旋转罩400固定，所述主轴600转动于所述壳体300内；所述变桨组件100包括第一锥齿轮101和第二锥齿轮102，所述第二锥齿轮102与所述桨叶500的数量相同且一一对应连接；所述第一锥齿轮101和所述第二锥齿轮102相互啮合；所述传动组件200转动于所述壳体300内，所述传动组件200包括传动轴201与连接件，所述传动轴201同轴连接于所述第一锥齿轮101，所述连接件用于将所述传动轴201与壳体300连接。
31.设备正常运转时，桨叶500被风吹动旋转，多个桨叶500带动主轴600转动并通过发电机完成发电。此时多个桨叶500通过第二锥齿轮102与第一锥齿轮101的啮合带动传动轴201转动，传动轴201和主轴600均转动于壳体300内。当需要调整桨叶500的角度时，利用连接件将壳体300与传动轴201连接，此时传动轴201无法转动而桨叶500仍然带动各第二锥齿轮102围绕传动轴201转动，此时第二锥齿轮102与第一锥齿轮101啮合并转动，第二锥齿轮102自转并带动对应的桨叶500转动。当桨叶500调整到合适的角度后，连接件将壳体300与传动轴201分离，传动轴201继续旋转，完成桨叶500改变。本设计通过风力带动桨叶500转动的动力实现桨叶500角度的改变，不需要额外的动力，节约成本。并且一个第一锥齿轮101同时带动多个第二锥齿轮102和对应的桨叶500转动，使多个桨叶500同时变桨，提高桨叶500改变的稳定性。
32.在一实施例中，根据现有常用的风力发电机设置，桨叶500设置有三个且围绕主轴600间隔均匀设置。因此本发明的第二锥齿轮102也设置有三个且对应各桨叶500，桨叶500固定于对应第二锥齿轮102背离齿的方向。第二锥齿轮102通过第二轴承110转动于旋转罩400。
33.因为主轴600和传动轴201需要共线设置，因此风力发电机的主轴600呈管状，传动
轴201与主轴600同轴且可转动的设置于主轴600内；连接件设置于壳体300内。主轴600转动于传动轴201内，避免主轴600与传动轴201的干涉。
34.进一步地，各所述第二锥齿轮102均上设置有转轴，所述传动轴201的外周壁开设有环槽120，所述转轴插接并滑动于所述环槽120内。因为传动轴201与主轴600同轴设置，第二锥齿轮102的转轴转动于环槽120，环槽120对转轴进行导向，提高第二锥齿轮102和桨叶500运行的稳定性。
35.具体地，转轴同轴固定于第二锥齿轮102靠近传动轴201的一端，环槽120同轴开设于传动轴201靠近桨叶500的一端，转轴延伸至环槽120内。
36.具体地，主轴600的一端固定于旋转罩400，主轴600的长度短于传动轴201的长度。传动轴201远离桨叶500的一端延伸至主轴600外。连接件与传动轴201连接时避免主轴600干涉。
37.进一步地，连接件为液压缸202，液压缸202包括缸体2021和活塞杆2022，缸体2021设置于壳体300，传动轴201的外周壁开设有供活塞杆2022插接的插孔700。当活塞杆2022插接于插孔700内时，实现传动轴201与壳体300的连接。
38.具体地，缸体2021固定于壳体300的内壁，活塞杆2022穿设并滑动于缸体2021靠近传动轴201的一端，活塞杆2022与缸体2021同轴设置。活塞杆2022的轴线与传动轴201的轴线相互垂直，当启动液压缸202时，液压缸202的活塞杆2022延伸并抵接于传动轴201的周壁，当传动轴201的插孔700旋转到相应的位置后，活塞杆2022渗入插孔700内。值得注意的是，为了避免液压缸202的损坏和断裂，可以适应设置加固件避免液压缸202损坏。
39.值得注意的是，壳体300内适应设置有对液压缸202供能的液压元件，液压元件可以为液压泵。
40.本发明的另一实施例中，连接件为插销，插销的结构强度高不容易断裂。
41.本发明的又一实施例中，连接件为电动推杆。
42.进一步地，插孔700围绕传动轴201间隔设置有多个。多个插孔700的设置，使活塞杆2022能够最快的进入对应的插孔700，避免活塞杆2022盯着传动轴201导致精度出现误差。
43.具体地，多个插孔700围绕传动轴201的轴线间隔均匀的设置。本实施例中，插孔700设置有五个。
44.进一步地，传动轴201通过第一轴承800连接于主轴600。通过主轴600保证传动轴201稳定的转动于主轴600内。
45.具体地，轴承包括第一外环与第一内环，第一外环的外壁固定于主轴600的内壁，第一内环的内壁固定于传动轴201的外壁，第一内环与第一外环同轴设置且第一内环转动于第一外环内。值得注意的是，为了传动轴201在主轴600内稳定转动，轴承可以沿传动轴201的长度设置有多个，且相邻的两个轴承之间可以具有间隔。多个轴承可以间隔均匀设置。
46.进一步地，风力发电机还包括传感器900，传感器900用于检测桨叶500的角度，传感器900与连接件电连接。通过传感器900测量桨叶500的角度，当桨叶500的角度不好时，传感器900检测出并将信号传递至液压缸202，液压缸202的活塞杆2022插入对应的插孔700内，传动轴201停止转动，桨叶500发生角度的改变。当桨叶500的角度达到需求角度时，传感
器900检测并将电信号传递至液压缸202，液压缸202收回活塞杆2022。值得注意的是，液压缸202活塞杆2022伸缩需要时间，因此传感器900可以根据时间提前向液压缸202传递电信号。
47.进一步地，传感器900对应桨叶500的数量设置有多个且一一对应设置，各传感器900检测对应的桨叶500。多个传感器900检测桨叶500，可以检测各个桨叶500的角度，当其中一个桨叶500的角度与其它桨叶500的角度不同时，说明该桨叶500具有问题，传感器900将信号传递至控制中心，方便工作人员进行检修。并且多个传感器900检测能够提高检测的灵敏度，减少干扰，提高桨叶500角度调整的精度。
48.具体地，传感器900固定于旋转罩400上，传感器900围绕旋转罩400间隔均匀的设置三个。
49.进一步地，风力发电机还包括风力检测组件，风力检测组件与连接件和传感器900电连接。通过风力检测组件以判断是否需要对当前桨叶500的角度进行调整。风力检测组件为市面常用的风力检测器或感应器。
50.具体地，风力发电机还包括塔，通过塔将风力发电机的壳体300进行支撑，壳体300、桨叶500和旋转罩400远离地面。旋转罩400上开设有供桨叶500和第二锥齿轮102放置的让位孔。
51.进一步地，桨叶500与第二锥齿轮102连接，第二锥齿轮102通过第二轴承110转动于旋转罩400。桨叶500与第二锥齿轮102通过第二轴承110转动于旋转罩400，减少第二锥齿轮102与旋转罩400之间的摩擦，提高结构运行的稳定性。具体地，第二轴承110包括第二内环和第二外环，第二内环同轴固定于第二锥齿轮102远离第一锥齿轮101的端面，第二外环同轴套设并转动于第二内环外部，第二外环的外壁固定于旋转罩400。
52.进一步地，风力发电机的壳体300内还设置有发电机本体，主轴600与发电机的输入端连接完成发电作业。
53.进一步地，发电机本体与所述传动轴201连接。传动轴201与发电机本体的输入端连接，发电机可以通过传动轴201发电。减少对能量的浪费，提高发电的效率。
54.风力发电机还包括减速器，主轴600与减速器的输入端连接，减速器的输出端与发电机的输入端连接，发电机发出电量。
55.因为本发明的设计使得主轴600不能直接与减速器连接，因此主轴600上可以通过齿轮组与减速器连接，齿轮组包括两个相互啮合的直齿轮，其中一个直齿轮套设并固定于主轴600外，另一个直齿轮固定于减速器的输入端。通过齿轮组实现传动。
56.本发明中，风力检测组件检测风力、风速，当桨叶500的角度不适合当前条件，或者传感器900检测到当前桨叶500的角度不适合当前条件时，风力检测组件发送电信号至液压缸202，液压缸202的活塞杆2022伸出，活塞杆2022伸入对应的插孔700内，在活塞杆2022的作用下，传动轴201停止转动，而此时桨叶500仍然带动多个第二锥齿轮102围绕第一锥齿轮101转动，此时在第二锥齿轮102和第一锥齿轮101的啮合下，第二锥齿轮102发生自转并带动对应的桨叶500转动。当传感器900检测到桨叶500达到或即将达到正确的位置时，传感器900发出电信号控制液压缸202的活塞杆2022收回，此时传动轴201失去限位，桨叶500的角度调整完成。
57.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明
的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。