风力发电机调速变面积叶片的制作方法

本发明涉及一种风力发电机叶片，具体地说是一种风力发电机调速变面积叶片。

背景技术：

风的速度不稳定，在大风的作用下，风车叶片会越转越快，如叶片转速不加限制，系统就有可能被吹垮。现有的风力发电设备都会在齿轮箱的输入端和输出端设置制动装置，在风车叶片转速过高时进行制动。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大，风力发电设备在这些地区工作，制动装置的工作负担会很大，这会减少制动装置的使用寿命，增加维修次数。现有风力发电系统的制动装置价格昂贵、维修困难，控制电路复杂，并且还要耗费一定的电能。目前国内风力发电系统中没有能够自身自动调节受风面积的叶片。

因此在风力发电系统中设计一种能够自身自动调节受风面积的叶片变得非常有必要，有利于推动在风力发电系统中机械调速功能的开发、研制与应用。

技术实现要素：

本发明提供的风力发电机调速变面积叶片，在不同风速下叶片能够自身自动调节受风面积，减轻风力发电系统制动装置的负担，达到节能的效果。

为了解决上述的技术问题，本发明采用下述技术方案：主要由叶片外壳、叶片尖部、叶片尖部右上侧挂钩、左上拉伸弹簧、左上挡块、上叶片梁、滑板左上侧挂钩、滑板、右上挡块、滑板右上侧挂钩、右上拉伸弹簧、叶片根部左上侧挂钩、叶片根部、叶片根部左下侧挂钩、右下拉伸弹簧、右下挡块、滑板右下侧挂钩、滑板左下侧挂钩、下叶片梁、左下拉伸弹簧、左下挡块、叶片尖部右下侧挂钩组成；所述叶片外壳上设置有一个长方形窗口，所述叶片尖部右上侧与上叶片梁左侧固定联接，所述上叶片梁右侧与叶片根部左上侧固定联接，所述叶片尖部右下侧与下叶片梁左侧固定联接，所述下叶片梁右侧与叶片根部左下侧固定联接，所述叶片尖部、叶片根部、上叶片梁、下叶片梁组成叶片骨架，所述叶片外壳与叶片骨架固定联接，所述上叶片梁与下叶片梁构成一个导轨，所述滑板动配合安装在两根叶片梁构成的导轨中，所述叶片尖部右上侧挂钩与叶片尖部右上侧固定联接，所述左上拉伸弹簧左侧与叶片尖部右上侧挂钩联接，所述左上拉伸弹簧右侧与滑板左上侧挂钩联接，所述滑板左上侧挂钩与滑板左上侧固定联接，所述滑板右上侧挂钩与滑板右上侧固定联接，所述右上拉伸弹簧左侧与滑板右上侧挂钩联接，所述右上拉伸弹簧右侧与叶片根部左上侧挂钩联接，所述叶片根部左上侧挂钩与叶片根部左上侧固定联接，所述叶片尖部右下侧挂钩与叶片尖部右下侧固定联接，所述左下拉伸弹簧左侧与叶片尖部右下侧挂钩联接，所述左下拉伸弹簧右侧与滑板左下侧挂钩联接，所述滑板左下侧挂钩与滑板左下侧固定联接，所述滑板右下侧挂钩与滑板右下侧固定联接，所述右下拉伸弹簧左侧与滑板右下侧挂钩联接，所述右下拉伸弹簧右侧与叶片根部左下侧挂钩联接，所述叶片根部左下侧挂钩与叶片根部左下侧固定联接，所述左上挡块与上叶片梁左下侧固定联接，所述右上挡块与上叶片梁右下侧固定联接，所述左下挡块与下叶片梁左上侧固定联接，所述右下挡块与下叶片梁右上侧固定联接。

所述滑板上设置有六条储油槽，分为上储油槽、前上储油槽、后上储油槽、下储油槽、前下储油槽、后下储油槽，六条储油槽两端均封闭，其中上储油槽位于滑板上端面，下储油槽相对于上储油槽对称设置在滑板下端面，前上储油槽位于滑板前端面上侧，后上储油槽相对于前上储油槽对称设置在滑板后端面上侧，前下储油槽位于滑板前端面下侧，后下储油槽相对于前下储油槽对称设置在滑板后端面下侧。所述叶片外壳共有两个，两个叶片外壳前后对称安装，两个叶片外壳的相同位置设置有结构尺寸相同的窗口。所述拉伸弹簧共有四根，四根弹簧结构尺寸相同。所述挡块共有四个，其中左上挡块与左下挡块关于两根叶片梁对称安装，右上挡块与右下挡块关于两根叶片梁对称安装。所述挂钩共有八个，八个挂钩结构尺寸相同，叶片尖部右上侧挂钩与叶片尖部右下侧挂钩关于两根叶片梁对称固定安装在叶片尖部右侧，滑板左上侧挂钩与滑板左下侧挂钩关于两根叶片梁对称固定安装在滑板左侧，滑板右上侧挂钩与滑板右下侧挂钩关于两根叶片梁对称固定安装在滑板右侧，叶片根部左上侧挂钩与叶片根部左下侧挂钩关于两根叶片梁对称固定安装在叶片根部左侧，叶片尖部右上侧挂钩、滑板左上侧挂钩、滑板右上侧挂钩及叶片根部左上侧挂钩设置在同一直线上，叶片尖部右下侧挂钩、滑板左下侧挂钩、滑板右下侧挂钩及叶片根部左下侧挂钩设置在另一条直线上，两条直线平行。

采用本发明的有益效果是，风力发电机的叶片受风面积根据风速的不同，叶片能够自身自动调节受风面积，保证风力发电装置在大风条件下更加安全有效地工作。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明所述风力发电机调速变面积叶片构成的风力发电机的轴测图；

图2是本发明所述风力发电机调速变面积叶片的主视图；

图3是本发明所述风力发电机调速变面积叶片中滑板的主视图；

图4是本发明所述风力发电机调速变面积叶片的A-A向剖视图。

图中：叶片外壳1 叶片尖部2 叶片尖部右上侧挂钩3-1 左上拉伸弹簧4-1 左上挡块5-1 上叶片梁6 滑板左上侧挂钩3-2 滑板7 右上挡块5-2 滑板右上侧挂钩3-3 右上拉伸弹簧4-2 叶片根部左上侧挂钩3-4 叶片根部8 叶片根部左下侧挂钩3-5 右下拉伸弹簧4-3 右下挡块5-3 滑板右下侧挂钩3-6 滑板左下侧挂钩3-7 下叶片梁9 左下拉伸弹簧4-4 左下挡块5-4 叶片尖部右下侧挂钩3-8

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

在图1、图2中，风力发电机调速变面积叶片主要由叶片外壳1、叶片尖部2、叶片尖部右上侧的挂钩3-1、左上拉伸弹簧4-1、左上挡块5-1、上叶片梁6、滑板左上侧挂钩3-2、滑板7、右上挡块5-2、滑板右上侧挂钩3-3、右上拉伸弹簧4-2、叶片根部左上侧挂钩3-4、叶片根部8、叶片根部左下侧挂钩3-5、右上拉伸弹簧4-3、右下挡块5-3、滑板右下侧挂钩3-6、滑板左下侧挂钩3-7、下叶片梁9、左下拉伸弹簧4-4、左下挡块5-4、叶片尖部右下侧挂钩3-8组成；所述叶片外壳1上设置有一个长方形窗口，所述叶片尖部2右上侧与上叶片梁6左侧固定联接，所述上叶片梁6右侧与叶片根部8左上侧固定联接，所述叶片尖部2右下侧与下叶片梁9左侧固定联接，所述下叶片梁9右侧与叶片根部8左下侧固定联接，所述叶片尖部2、叶片根部8、上叶片梁6、下叶片梁9组成叶片骨架，所述叶片外壳1与叶片骨架通过铆钉固定联接，所述上叶片梁6与下叶片梁9构成一个导轨，所述滑板7动配合安装在两根叶片梁构成的导轨中，所述叶片尖部右上侧挂钩3-1与叶片尖部2右上侧通过螺纹固定联接，所述左上拉伸弹簧4-1左侧与叶片尖部右上侧挂钩3-1联接，所述左上拉伸弹簧4-1右侧与滑板左上侧挂钩3-2联接，所述滑板左上侧挂钩3-2与滑板7左上侧通过螺纹固定联接，所述滑板右上侧挂钩3-3与滑板右上侧通过螺纹固定联接，所述右上拉伸弹簧4-2左侧与滑板右上侧挂钩3-3联接，所述右上拉伸弹簧4-2右侧与叶片根部左上侧挂钩3-4联接，所述叶片根部左上侧挂钩3-4与叶片根部8左上侧通过螺纹固定联接，所述叶片尖部右下侧挂钩3-8与叶片尖部2右下侧通过螺纹固定联接，所述左下拉伸弹簧4-4左侧与叶片尖部右下侧挂钩3-8联接，所述左下拉伸弹簧4-4右侧与滑板左下侧挂钩3-7联接，所述滑板左下侧挂钩3-7与滑板7左下侧通过螺纹固定联接，所述滑板右下侧挂钩3-6与滑板7右下侧通过螺纹固定联接，所述右下拉伸弹簧4-3左侧与滑板右下侧的挂钩3-6联接，所述右下拉伸弹簧4-3右侧与叶片根部左下侧挂钩3-5联接，所述叶片根部左下侧挂钩3-5与叶片根部8左下侧通过螺纹固定联接，所述左上挡块5-1与上叶片梁6左下侧通过螺栓固定联接，所述右上挡块5-2与上叶片梁6右下侧通过螺栓固定联接，所述左下挡块5-4与下叶片梁9左上侧通过螺栓固定联接，所述右下挡块5-3与下叶片梁9右上侧通过螺栓固定联接。

在图3中，所述滑板7上设置有六条储油槽，六条储油槽两端均封闭，分为上储油槽、前上储油槽、后上储油槽、下储油槽、前下储油槽、后下储油槽，其中上储油槽位于滑板7上端面，下储油槽相对于上储油槽对称设置在滑板下端面，前上储油槽位于滑板7前端面上侧，后上储油槽相对于前上储油槽对称设置在滑板7后端面上侧，前下储油槽位于滑板7前端面下侧，后下储油槽相对于前下储油槽对称设置在滑板7后端面下侧。

在图1、图2中，所述叶片外壳1共有两个，两个叶片外壳1前后对称安装，两个叶片外壳1的相同位置设置有相同的窗口。所述拉伸弹簧共有四根，四根弹簧结构尺寸相同。所述挡块共有四个，其中左上挡块5-1与左下挡块5-4关于两根叶片梁对称安装，右上挡块5-2与右下挡块5-3关于两根叶片梁对称安装。所述挂钩共有八个，八个挂钩结构尺寸相同，其中叶片尖部右上侧挂钩3-1与叶片尖部右下侧挂钩3-8关于两根叶片梁对称固定安装在叶片尖部2右侧，其中滑板左上侧挂钩3-2与滑板左下侧挂钩3-7关于两根叶片梁对称固定安装在滑板7左侧，其中滑板右上侧挂钩3-3与滑板右下侧挂钩3-6关于叶片中心轴线对称固定安装在滑板7右侧，叶片根部左上侧挂钩3-4与叶片根部左下侧挂钩3-5关于两根叶片梁称固定安装在叶片根部8左侧，叶片尖部右上侧挂钩3-1、滑板左上侧挂钩3-2、滑板右上侧挂钩3-3、叶片根部左上侧挂钩3-4设置在同一直线上，叶片尖部右下侧挂钩3-8、滑板左下侧挂钩3-7、滑板右下侧挂钩3-6、叶片根部左下侧挂钩3-5设置在另一条直线上，两条直线平行。

右上拉伸弹簧4-2的预拉伸力和右下拉伸弹簧4-3的预拉伸力两者之和大于左上拉伸弹簧4-1的预拉伸力和左下拉伸弹簧4-4的预拉伸力两者之和，当无风时，叶片静止，滑板7的右侧面始终与右上挡块5-2左侧面和右下挡块5-3的左侧面相接触；当风速很小时，叶片旋转缓慢，滑板7的离心力、左上拉伸弹簧4-1的拉力和左下拉伸弹簧4-4的拉力三者之和小于或等于右上拉伸弹簧4-2的拉力和右下拉伸弹簧4-3的拉力两者之和，叶片中的滑板7在上叶片梁6和下叶片梁9构成的导轨中相对导轨不滑动，此时滑板7完全遮盖住叶片外壳1上的窗口，窗口无通风面积，风不会从窗口中穿过，叶片的受风面积不变，叶片不自动调节转速；当风速加快时，叶片旋转速度加快，叶片中滑板7的离心力、左上拉伸弹簧4-1的拉力和左下拉伸弹簧4-4的拉力三者之和大于右上拉伸弹簧4-2的拉力和右下拉伸弹簧4-3拉力两者之和，滑板7在上叶片梁6和下叶片梁9构成的导轨中向叶片尖部2的方向滑动，滑板7会打开叶片外壳1上的窗口，风可以从窗口中穿过，叶片的受风面积减小，叶片的旋转速度减慢，风速越快，叶片旋转速度越快，窗口通风面积越大，穿过窗口中的风越多，叶片受风面积越小，叶片旋转速度相应降低越明显；当风速降低时，叶片旋转速度减慢，叶片中滑板7的离心力、左上拉伸弹簧4-1的拉力和左下拉伸弹簧4-4的拉力三者之和小于右上拉伸弹簧4-2的拉力和右下拉伸弹簧4-3的拉力两者之和，滑板7在上叶片梁6和下叶片梁9构成的导轨中向叶片根部8的方向滑动，窗口通风面积减小，穿过窗口中的风减少，叶片受风面积加大，叶片旋转速度加快。

左上挡块5-1与左下挡块5-4的作用是防止滑板7因惯性力过大而过度向叶片尖部2方向移动，起到限位的作用。右上挡块5-2和右下挡块5-3的第一个作用是在叶片静止或叶片旋转缓慢时保持滑板7的位置，第二个作用是防止当风力减小时滑板7过度向叶片根部8方向移动，起到限位作用。

滑板7上的储油槽里涂满油脂，上储油槽里面油脂的作用是减小滑板7上端面与上叶片梁6下端面之间摩擦，下储油槽里面油脂的作用是是减小滑板7下端面与下叶片梁9上端面之间摩擦，前上储油槽、前下储油槽、后上储油槽、后下储油槽中油脂的作用是减小滑板7前端面和后端面与叶片外壳1内侧面之间的摩擦。