一种风电装置用扭矩限幅变桨装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于中小型风电领域，公开了一种风电装置用扭矩限幅变桨装置。包括叶片、主轴、发电机、制动碟、制动器夹头，还包括叶片轮毂，所述叶片安装在叶片轮毂上，叶片轮毂与主轴之间设置有滚动轴承，使这两者之间能够产生相对的角度位移；主轴上远离制动碟的一端设置有主轴端面法兰，所述主轴上设置有扭力弹簧，扭力弹簧的一端与主轴端面法兰相连，扭力弹簧的另一端与叶片轮毂连接，主轴端面法兰与叶片轮毂之间设置有变桨拉杆，主轴端面法兰通过变桨拉杆与叶片轮毂相连接。本实用新型结构简单，保证风机在安全的转速范围内工作，以转矩敏感的方式实现变桨动作，不需要额外增加旋转部件质量，县有很高的窀用#?
【专利说明】—种风电装置用扭矩限幅变桨装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于中小型风电领域，尤其涉及了一种风电装置用扭矩限幅变桨装置。
【背景技术】
[0002]传统的中小风电装置的变桨系统通常分为离心式机械变桨和带有控制回路的电动变桨两大类。
[0003]离心变桨系统是一种通过安装在叶片根部的离心装置在超过设定的转速后使叶片桨角发生变化的机械装置，属于转速敏感系统，在小型风电机组上有广泛应用。由于离心装置改变叶片桨角的驱动动力来自于离心力，离心力的表达式为:
[0004]F=mw2r
[0005]其中，F:离心力 m:质量w:角速度r:质心距
[0006]所以为了获得足够的离心力，就需要增加旋转质量m以及质心半径r，这对于旋转体的动态平衡校核增加了难度。
[0007]另外，对于使用异步电机的定速风电装置，由于其转速变化范围很有限，离心变桨装置显然很难发挥作用，而扭矩限幅装置就更加适合。电动变桨依赖一套风机状态检测回路来调节叶片桨角，必须依赖机舱电气系统的介入才能实现，这给风电设备的耐恶劣气候条件的能力提出了要求，增加了系统复杂度。
【发明内容】
[0008]本实用新型针对现有技术存在的缺陷，提供了一种结构简单，不需要额外增加旋转部件质量，以转矩敏感的方式实现变桨动作，工作安全可靠的风电装置用扭矩限幅变桨
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[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决:
[0010]一种风电装置用扭矩限幅变桨装置，包括叶片、主轴、发电机、设置在主轴一端的制动碟、与制动碟相配合的制动器夹头，还包括叶片轮毂，所述叶片安装在叶片轮毂上，所述叶片轮毂与主轴之间设置有滚动轴承，使这两者之间能够产生相对的角度位移；所述主轴上远离制动碟的一端设置有主轴端面法兰，所述主轴上设置有扭力弹簧，扭力弹簧的一端与主轴端面法兰相连，扭力弹簧的另一端与叶片轮毂连接，所述主轴端面法兰与叶片轮毂之间设置有变桨拉杆，主轴端面法兰通过变桨拉杆与叶片轮毂相连接。当叶片轮毂和主轴之间发生相对角度位移的时候，叶片桨角向趋于顺桨方向变化，可实现功率的自动调节。
[0011]作为优选，所述的叶片轮毂与主轴之间设置有阻尼器，所述阻尼器的一端与主轴相连，另一侧与叶片轮毂连接。为了防止由于弹簧装置带来的振荡，在轮毂和主轴之间装有阻尼器，可有效抑制变桨调节过程中的振荡。
[0012]作为优选，所述的叶片轮毂上设置有叶根法兰，所述叶片通过叶根法兰安装于叶片轮毂上。
[0013]作为优选，所述的变桨拉杆上设置有关节轴承，根据需要合理设置变桨拉杆的具体位置，保证其与主轴端面法兰、叶片轮毂连接的稳定性。
[0014]本实用新型专利的轮毂和主轴之间增加了滚动轴承和扭力弹簧两组零件，设定扭力弹簧的预紧扭矩等于发电机的额定扭矩，这样，在额定风速以下，轮毂向主轴传递的扭矩小于额定扭矩，轮毂带动主轴一起旋转，而当风速大于额定风速的时候，轮毂向主轴传递的扭矩超过了扭力弹簧的预紧扭矩，轮毂相对于主轴产生旋转角度位移，使叶片趋于顺桨，这将有效改变叶片攻角，使叶轮转速降低，形成有效的负反馈机制，限制了风机的输出功率，使风机工作在安全的转速范围内。
[0015]本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果:
[0016]本实用新型结构简单，保证风机在安全的转速范围内工作，以转矩敏感的方式实现变桨动作，不需要额外增加旋转部件质量，具有很高的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图1与实施例对本实用新型作进一步详细描述:
[0019]实施例1
[0020]一种风电装置用扭矩限幅变桨装置，如图1所示，包括叶片1、主轴2、发电机3、设置在主轴2 —端的制动碟4、与制动碟4相配合的制动器夹头5，还包括叶片轮毂6，叶片轮毂6上设置有叶根法兰61，所述叶片I通过叶根法兰61安装于叶片轮毂6上，所述叶片轮毂6与主轴2之间设置有滚动轴承7 ;叶片轮毂6与主轴2之间还设置有阻尼器71，所述阻尼器71的一端与主轴2相连，另一侧与叶片轮毂6连接。所述主轴2上远离制动碟4的一端设置有主轴端面法兰8，所述主轴2上设置有扭力弹簧9，扭力弹簧9可实现预紧扭矩大于等于发电机的额定扭矩，扭力弹簧9的一端与主轴端面法兰8相连，扭力弹簧9的另一端与叶片轮毂6连接，所述主轴端面法兰8与叶片轮毂6之间设置有变桨拉杆10，变桨拉杆10上设置有关节轴承11，主轴端面法兰8通过变桨拉杆10与叶片轮毂6相连接。当叶片轮毂6和主轴2之间发生相对角度位移的时候，叶片桨角向趋于顺桨方向变化，可实现功率的自动调节，保证风机在安全的转速范围内工作。
[0021]本实用新型专利的轮毂和主轴之间增加了滚动轴承和扭力弹簧两组零件，设定扭力弹簧的预紧扭矩等于发电机的额定扭矩，这样，在额定风速以下，叶片轮毂向主轴传递的扭矩小于额定扭矩，叶片轮毂带动主轴一起旋转，而当风速大于额定风速的时候，叶片轮毂向主轴传递的扭矩超过了扭力弹簧的预紧扭矩，叶片轮毂相对于主轴产生旋转角度位移，使叶片趋于顺桨，这将有效改变叶片攻角，使叶轮转速降低，形成有效的负反馈机制，限制了风机的输出功率，使风机工作在安全的转速范围内。
[0022]本实用新型结构简单，保证风机在安全的转速范围内工作，以转矩敏感的方式实现变桨动作，不需要额外增加旋转部件质量，具有很高的实用性。
[0023]总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种风电装置用扭矩限幅变桨装置，包括叶片(I)、主轴(2)、发电机(3)、设置在主轴(2)—端的制动碟(4)、与制动碟(4)相配合的制动器夹头(5)，其特征在于:还包括叶片轮毂(6)，所述叶片(I)安装在叶片轮毂(6)上，所述叶片轮毂(6)与主轴(2)之间设置有滚动轴承(7);所述主轴(2)上远离制动碟(4)的一端设置有主轴端面法兰(8)，所述主轴(2)上设置有扭力弹簧(9)，扭力弹簧(9)的一端与主轴端面法兰(8)相连，扭力弹簧(9)的另一端与叶片轮毂(6)连接，所述主轴端面法兰(8)与叶片轮毂(6)之间设置有变桨拉杆(10)，主轴端面法兰(8)通过变桨拉杆(10)与叶片轮毂(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的风电装置用扭矩限幅变桨装置，其特征在于:所述的叶片轮毂(6)与主轴(2)之间设置有阻尼器(71)，所述阻尼器(71)的一端与主轴(2)相连，另一侧与叶片轮毂(6)连接。
3.根据权利要求1所述的风电装置用扭矩限幅变桨装置，其特征在于:所述的叶片轮毂(6)上设置有叶根法兰(61)，所述叶片(I)通过叶根法兰(61)安装于叶片轮毂(6)上。
4.根据权利要求1所述的风电装置用扭矩限幅变桨装置，其特征在于:所述的变桨拉杆(10 )上设置有关节轴承(11)。
【文档编号】F03D7/00GK204024910SQ201420338722
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】王陈建 申请人:无锡韦伯风能技术有限公司