小型风力发电装置的叶片螺距控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及小型风力发电装置的叶片螺距控制装置，更详细地涉及一种通过利用螺距调整片和螺距调整汽缸，而叶片螺距被自动控制,持续维持所需叶片旋转力，使进行持续的发电的小型风力发电装置的叶片螺距控制装置。由此，本发明的特征在于，由以下部分构成：多个移动装置，一体形成于前后移动部的外周面，中间具有移动槽，与前后移动部一起进行前后移动;螺距调整片，分别插入于所述移动槽的调整销形成于一侧末端，中间形成有供插入固定叶片轴的键槽，并且，在前后移动部进行前进或后退时，变换角度以使转化叶片的螺距角;螺距调整汽缸，通过铰链结合于在螺距调整片末端侧面形成的固定片上，以使位于所述调整销附近，并且，前后移动部后退时被压缩,被压缩之后，将螺距调整片恢复原状。
【专利说明】小型风力发电装置的叶片螺距控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及小型风力发电装置的叶片螺距控制装置，更详细地涉及一种通过利用螺距调整片和螺距调整汽缸，而叶片螺距被自动控制，持续维持所需叶片旋转力，使进行持续的发电的小型风力发电装置的叶片螺距控制装置。
【背景技术】
[0002]风力发电是将风具有的动能借助涡轮转化为机械动能，再将机械动能转化为电力动能，转化为普通风速的立方与涡轮的面积成正比的能量。风力发电机根据旋转轴的方向，分为水平轴型和垂直轴型，当前主要使用水平轴型或螺旋桨式风力发电机。
[0003]水平轴风力发电机在刮超过额定风速的超速风速的强风时，因过热或过快旋转而对机械结构造成严重影响。为了防止此问题的发生，在刮超速风速的风时，使用使旋转体和机舱脱离风向，或减少旋转叶轮的旋转数的各种形态的超速风速控制装置。
[0004]对于大型风力发电机，根据风向器发出的信号，电性地使得旋转体及机舱脱离风向，或控制旋转叶轮的螺距，从而，减小旋转叶轮的旋转力。
[0005]对于小型风力发电机，借助尾翼从风向摆脱旋转体和机舱。换言之，简单地，借助将后翼固定安装于旋转叶轮的轴后端的简单的结构，旋转叶轮的方向根据空气力学与风向成直角。但此类系统存在以下缺点:旋转体和机舱每恢复至躲避风向的下一个原位置的瞬间，对尾翼施加持续性的振动，而造成系统破损或铰链结构发生损伤。
[0006]螺距控制方式是指主要使用借助由感知风向和风速的风向/风速感知部提供的感知信号，控制旋转叶轮的方向与风向成一定角度。但此类方式主要适用于大型风力发电机，并因费用及控制装置的安装局限性，不适用于小型风力发电机。
[0007]并且，作为控制风力发电机的输出力的方法，可分为发电机控制部分和利用叶轮的形状间接支持发电机的输出力的控制部分。
[0008]利用后者即旋转叶轮的空气力学特性，以限制叶轮旋转速度的方式，分为失速(stall)控制和螺距(Pitch)控制，本发明为通过调节叶片(叶轮)角，降低作用于叶片的升力，而调整扭矩的方式即螺距控制技术，适用于小型风力发电装置。
[0009]现有技术文献专利文献
[专利文献I]注册专利第10-1043430号(风力发电机的螺距控制系统)。
[0010][专利文献2]注册专利第10-1110908号(风力发电装置及风力发电装置的控制方法)。
【发明内容】
[0011]技术课题本发明是为解决所述所述现有问题而研发，本发明的目的是提供一种通过利用螺距调整片和螺距调整汽缸，叶片螺距被自动控制，持续维持所需的叶片旋转力，以使进行持续性的发电的小型风力发电装置的叶片螺距控制装置。
[0012]技术方案
作为实现所述所述的目的装置，本发明的结构的基本特征在于，由以下部分构成:多个移动装置，一体形成于前后移动部的外周面，中间具有移动槽，与前后移动部一同进行前后移动；螺距调整片，分别插入于所述移动槽的调整销形成于一侧末端，中间形成有供插入固定叶片轴的键槽，并且，在前后移动部进行前进或后退时变换角度，以使转化叶片的螺距角；螺距调整汽缸，通过铰链结合于在螺距调整片末端侧面形成的固定片上，以使位于所述调整销附近，并且，前后移动部后退时被压缩，被压缩之后，将螺距调整片恢复原状，并且，所述螺距调整汽缸包括:连杆，一端通过铰链结合于固定片，另一端与压缩板连接；缸体，所述连杆位于内部，并通过铰链结合于在外筒末端形成的支架；弹簧，在位于所述压缩板和缸体之间的状态下，前后移动部进行后退时被压缩，被压缩之后，利用弹力，将螺距调整片恢复原状，
所述螺距调整汽缸分别单独安装于螺距调整片使用。
[0013]有利效果
如上所述，本发明具有如下效果，因利用螺距调整片和螺距调整汽缸，叶片螺距被自动控制，持续维持所需的叶片旋转力，并由此进行持续性的发电。
[0014]并且，本发明的小型风力发电装置在叶片旋转时，根据额定旋转数，螺距角被自动调节，因此，即使超过额定风速，也可产生正常的输出。
[0015]并且，在超速风速时，叶片螺距角被自动调节。因此，不发生因超速风速等而部件破损的问题，可确保小型风力发电装置的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为显示本发明的叶片螺距控制装置的整体性的连接状态的结构图；
图2为本发明的螺距控制汽缸与螺距调整片的连接结构图；
图3为显示本发明的螺距控制汽缸的弹簧被压缩之前的状态的结构图；
图4为显示本发明的螺距控制汽缸的弹起的状态的结构图。
[0017]附图符号说明
100:前后移动；110:移动装置。
[0018]120:移动槽；200:螺距调整片。
[0019]210:键槽；220:调整销。
[0020]230:固定片；300:螺距调整汽缸。
[0021]310:缸体；320:连杆。
[0022]330:弹簧；340、370:铰链。
[0023]350:压缩板；360:支架。
[0024]400:叶片；410:叶片轴。
【具体实施方式】
[0025]下面，参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明如下。
[0026]本发明的小型风力发电装置包括如下:螺距控制变流器，实时检测叶片(400)的旋转数，因超速风速，叶片旋转数超过基准旋转数时，对此进行感知；逆变器，将叶片进行旋转时产生的电能转化为使用电流；发电机，所述叶片旋转时，以相同的方向和旋转数进行旋转并发生电，通过所述螺距控制变流器的控制，前后移动部进行前后移动的基本结构与现有结构相同，附图中未图示螺距控制变流器、逆变器、发电机。
[0027]对此进行更详细说明时，螺距控制变流器起到利用发电机旋转并产生的电流的频率转化为rpm，并且，对此进行监测，从而，控制叶片(400)的螺距角，以使小型风力发电装置进行运转的作用。
[0028]例如，叶片的额定旋转数为10rpm时，处于10rpm时，无螺距控制地进行正常运转。假设，因超速风速，叶片旋转数超过基准旋转数IlOrpm时，根据螺距控制变流器的控制，调节为第I步骤螺距角。此时，在螺距控制变流器实时检测当前的旋转数，其超过基准旋转数IlOrpm时，将叶片旋转数信号再调节为第2步骤螺距角。假设，低于基准旋转数时，使旋转数直至降低至低于最低rpm(例如SOrpm)前为止，持续维持第I步骤螺距角。因风速减小，降低至低于最低rpm时，将螺距角恢复原状。
[0029]风速增加，即使通过第2步骤螺距角，旋转数仍增加至超过基准旋转数IlOrpm时，调节为第3步骤螺距角。按此类方式，旋转数增加至设定的基准值以上时，按步骤调节螺距角，控制旋转数。并且，因风速降低，旋转数减少时，将螺距角恢复至前一步骤的状态，并且，进行恢复时，检测一定时间旋转数，控制螺距角。此类步骤的螺距角控制为I或2单位。最后，根据螺距角控制为与风向水平的90 ，而风未碰撞叶片经过，使旋转数完全接近于零。
[0030]本发明是利用如上所述的装置，更简便地调节叶片螺距角，如图1至图4所示，由以下构成:多个移动装置(110)，一体形成于前后移动部(100)的外周面，且中间具有移动槽(120)，与前后移动部(100) —起进行前后移动；螺距调整片(200)，分别插入于所述移动槽(120)的调整销(220)形成于一侧末端，在中间形成有供插入固定叶片轴(410)的键槽(210)，并且，前后移动部(100)进行前进或后退时变换角度，以使叶片(400)的螺距角发生转化；螺距调整汽缸(300)，通过铰链(340)结合于在螺距调整片(200)末端侧面形成的固定片(230)，以使位于所述调整销(220)附近，并且，前后移动部(100)后退时被压缩，被压缩之后，将螺距调整片(200)恢复原状。
[0031]螺距调整汽缸(300)由以下构成:连杆(320)，一端通过铰链(340)结合于固定片(230)，另一端与压缩板(350)连接；缸体(310)，所述连杆(320)位于内部并通过铰链(370)结合于在外筒(500)末端上形成的支架(360);弹簧(330)，在位于所述压缩板(350)和缸体(310)之间的状态下，前后移动部(100)后退时被压缩，且被压缩之后，利用弹力将螺距调整片(200)恢复原状。
[0032]如上所述的螺距调整汽缸的缸体通过铰链结合于支架，连杆通过铰链结合于固定片，由此，前后移动部进行前进后退时，连杆可顺畅地在汽缸内部进出。
[0033]所述移动装置因叶片的个数为3个，形成为三脚架形态，螺距调整片分别设置于所述移动装置，并且，构成使得螺距调整汽缸分别单独安装于此类螺距调整片使用。
[0034]由此构成的本发明假设叶片的额定旋转数为10rpm时,处于10rpm时，小型风力发电装置无需另外的螺距控制，即可正常运转。
[0035]正常运转的小型风力发电装置的叶片(400)进行正常旋转，由发电机产生的电流的频率在螺距控制变流器被转化为rpm，并对此进行监测，从而，实时检测叶片的旋转数。
[0036]假设，因超速风速，叶片旋转数超过基准旋转数IlOrpm时，根据螺距控制变流器的控制，小型风力发电装置进行第I步骤螺距角调节。
[0037]即，进行第I步骤螺距角调节时，与前后移动部(100) —体形成的移动装置(110)同时后退，并且，已插入于移动装置(110)的移动槽(10)的调整销(220)沿着移动装置
(110)进行移动。此时，螺距调整片(200)的角度发生变化，并且，借助已结合于角度变化的螺距调整片(200)的键槽(210)侧的叶片轴(410)，叶片(400)的螺距角发生变化。并且，通过铰链(230)结合于固定片(230)的连杆(320)由缸体(310)内部伸出至外部，压缩弹黃(330) ο
[0038]在如上所述的状态下，叶片旋转数降低至基准值以下时，前后移动部(100)以与所述相反方向前进。此时，借助已被压缩的弹簧(330)的弹力，连杆(320)进入缸体(310)内部，并将螺距调整片恢复原状，在恢复原状的过程中，叶片螺距角被调节。
[0039]如上所述的本发明因超速风速而叶片旋转数超过基准旋转数IlOrpm时，以第I步骤、第2步骤、第3步骤顺序进行或叶片旋转数降低至基准值以下时，以第3步骤、第2步骤、第I步骤顺序进行，并调节叶片的螺距角。
【权利要求】
1.一种小型风力发电装置的叶片螺距控制装置，其特征在于，由以下部分构成: 多个移动装置，一体形成于前后移动部的外周面，中间具有移动槽，与前后移动部一同进行前后移动； 螺距调整片，分别插入于所述移动槽的调整销形成于一侧末端，中间形成有供插入固定叶片轴的键槽，并且，在前后移动部进行前进或后退时变换角度，以使变换叶片的螺距角； 螺距调整汽缸，通过铰链结合于在螺距调整片末端侧面形成的固定片上，以使位于所述调整销附近，并且，前后移动部后退时被压缩，被压缩之后，将螺距调整片恢复原状。
2.根据权利要求1所述的小型风力发电装置的叶片螺距控制装置，其特征在于: 所述螺距调整汽缸包括: 连杆，一端通过铰链结合于固定片，另一端与压缩板连接； 缸体，在内部形成有所所述连杆，并通过铰链结合于在外筒末端形成的支架； 弹簧，在位于所述压缩板和缸体之间的状态下，前后移动部进行后退时被压缩，被压缩之后，利用弹力将螺距调整片恢复原状。
3.根据权利要求1所述的小型风力发电装置的叶片螺距控制装置，其特征在于:所述螺距调整汽缸分别单独安装于螺距调整片使用。
【文档编号】F03D7/04GK104514687SQ201410034805
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】李钟来 申请人:Gu株式会社