一种跟踪式风电系统偏移调整支架的制作方法

本发明涉及风力发电机组技术领域，具体的是一种跟踪式风电系统偏移调整支架。

背景技术：

传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出。这个时候，清洁能源以其独有的优势而成为世界人们重视的焦点。风是一种没有公害的能源，利用风力发电非常环保，且能够产生的电能非常巨大，因此越来越多的国家更加重视风力发电。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×10^9mw，其中可利用的风能为2×10^7mw，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。丰富的风是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染的能源。如何有效地利用和开发风资源一直是科学界不断努力的方向。

风能应用前景十分广阔，但是利用风能发电又受到位置、地势等条件的制约。传统的固定式风能发电设备，是将风力发电机组安装到固定设置的塔架顶部，组成风力发电塔，其主要是靠风力推动扇叶旋转将风能转化成电能，扇叶的方位角是固定的，而我国幅员辽阔，大部分地区属于温带季风气候带，风向和风力大小因季节和地势的不同而变化，现有的风力发电不能随着风的方位角而变化，在风向变化时，风能与扇叶之间位置不合理，造成风力发电设备的发电效率降低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种提高风能利用、自动化的跟踪式风电系统偏移调整支架。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种跟踪式风电系统偏移调整支架，包括风能捕获机构、风向监测机构、驱动跟踪机构、稳定支撑机构、自动控制机构以及自动锁扣机构；

所述稳定支撑机构包括固定安装在地面上的环形轨道、位于环形轨道内部中心处的固定基板、底部与环形轨道滑动配合的斜撑、设置在固定基板上的回转轴承、固定安装在回转轴承上的承重安装座以及固定安装在承重安装座上的中心支撑；

所述环形轨道包括轨道固定安装基座、固定设置在轨道固定安装基座上的支撑轨道和限位防倾覆轨道以及设置在轨道固定安装基座外侧部的防护板；

所述斜撑底部固定设置有载重板；所述载重板下方设置有行走轮和限位防倾覆轮；所述行走轮与支撑轨道滑动配合，所述限位防倾覆轮与限位防倾覆轨道滑动配合。

作为本发明的进一步改进，所述驱动跟踪机构包括减速电机和设置在减速电机转轴上的主动齿轮组；所述主动齿轮组与回转轴承的外齿轮相啮合，驱动回转轴承旋转。

作为本发明的进一步改进，所述风能捕获机构包括设置在中心支撑顶部的风电机组安装座、固定安装在风电机组安装座上的风电机组以及安装在风电机组上的扇叶；所述斜撑的顶部与风电机组安装座固定连接；所述斜撑的数量为三个。

作为本发明的进一步改进，所述风向检测机构包括设置在中心支撑上的通风窗以及设置在通风窗内的风速传感器；

所述通风窗的位置低于扇叶的最下端；所述通风窗的数量至少为两个。

作为本发明的进一步改进，两个所述通风窗水平方向上相互垂直设置，对应设置在通风窗内的风速传感器监测四个方向的风向。

作为本发明的进一步改进，所述自动锁扣机构包括固定安装在行走轮侧部的锁杆、设置在轨道固定安装基座上且与锁杆相对应的锁扣孔以及设置在轨道固定安装基座内的锁扣件；

所述锁扣件包括容纳槽、一端连接在容纳槽槽底的弹簧件、连接在弹簧件另一端的连接板、固定在连接板上的卡扣杆以及固定连接在卡口杆端部的弧形锁扣板；所述连接板位于容纳槽内，所述弧形锁扣板位于锁扣孔内且位于锁杆侧部。

作为本发明的进一步改进，所述锁杆侧部设置有与弧形锁扣板相匹配的环形凹槽。

作为本发明的进一步改进，所述容纳槽槽口处设置有限位弯折边。

作为本发明的进一步改进，所述自动控制机构包括设置在中心支撑上的plc控制器；所述风速传感器的输出端连接在plc控制器的数据采集端，所述plc控制器的信号输出端分别连接在轨道锁扣开关的输入端和减速电机的输入端，所述plc控制器控制减速电机的启停，所述plc控制器控制轨道锁扣开关的锁扣状态。

作为本发明的进一步改进，所述plc控制器上设置有与云平台双相传输信号的端口；所述云平台设有连接在减速电机的输出端口。

本发明所产生的技术效果如下：

本发明可自动跟踪风向并调整扇叶位置，时时准确的捕获最佳风量，与固定式风力发电塔架相比具有能提升发电效率、降低发电成本、减少土地占用等显著优势。本发明节约采购成本30%以上，提高发电量40%以上。系统安全稳定，维护费用很低，主要的部件基本免维护。本发明无需测量安装地风向，可直接根据地势进行布置安装，至少两个通风窗内的风速传感器可监测至少四个方向的风量，将检测到的风量数据传输到plc控制器，plc控制器既可直接筛选分析风量数据后发出命令给减速电机和轨道锁扣开关，对于比较复杂的数据也可传输到云平台，经云平台或专业技术人员分析数据后，再由云平台发出指令到plc控制器，plc控制器发出命令到轨道锁扣开关，弹簧件可选用电磁弹簧，弹簧件收缩，松开锁扣在锁杆侧部的弧形锁扣板，锁杆升起脱离锁扣孔，锁杆升起可为液压杆自动收缩，也可是电伸缩杆收到plc控制器的信号升起，然后减速电机驱动主动齿轮组动作，主动齿轮组将减速电机的驱动力传动到回转轴承外齿轮，回转轴承带动中心支撑旋转，从而调整中心支撑上方风电机组的方向，此时，斜撑在环形轨道上滑动，在扇叶调整到最佳风向位置时，风速传感器监测到的风量数据传输给plc控制器，plc控制器发出命令，减速电机停止，锁杆插入到锁扣孔，弹簧件伸长，卡扣杆端部的弧形锁扣板卡扣在锁杆侧部的环形凹槽内，斜撑底部位置固定更加稳固。

附图说明

附图1为本发明的主视结构示意图；

附图2为本发明中心支撑的结构示意图；

附图3为本发明斜撑地脚与轨道的结构示意图；

附图4为附图3的a部放大结构示意图；

附图5为本发明轨道的结构示意图；

附图6为本发明轨道锁扣开关的结构示意图；

附图7为本发明控制流程原理框图。

在附图中：

1环形轨道、2斜撑、3回转轴承、4减速电机、5中心支撑、6承重安装座、7风电机组安装座、8风电机组、9扇叶、10主动齿轮组、11固定基板、12plc控制器、13通风窗、14风速传感器、15载重板、16行走轮、17限位防倾覆轮、18支撑轨道、19限位防倾覆轨道、20防护板、21锁杆、22轨道固定安装基座、23锁扣孔、24卡扣杆、25弧形锁扣板、26弹簧件、27连接板、28限位弯折边、29容纳槽。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如附图1-7所示，一种跟踪式风电系统偏移调整支架，包括风能捕获机构、风向监测机构、驱动跟踪机构、稳定支撑机构、自动控制机构以及自动锁扣机构；所述稳定支撑机构包括固定安装在地面上的环形轨道1、位于环形轨道1内部中心处的固定基板11、底部与环形轨道1滑动配合的斜撑2、设置在固定基板11上的回转轴承3、固定安装在回转轴承3上的承重安装座6以及固定安装在承重安装座6上的中心支撑5；所述环形轨道1包括轨道固定安装基座22、固定设置在轨道固定安装基座22上的支撑轨道18和限位防倾覆轨道19以及设置在轨道固定安装基座22外侧部的防护板20；所述斜撑2底部固定设置有载重板15；所述载重板15下方设置有行走轮16和限位防倾覆轮17；所述行走轮16与支撑轨道18滑动配合，所述限位防倾覆轮17与限位防倾覆轨道19滑动配合。所述驱动跟踪机构包括减速电机4和设置在减速电机4转轴上的主动齿轮组10；所述主动齿轮组10与回转轴承3的外齿轮相啮合，驱动回转轴承3旋转。所述风能捕获机构包括设置在中心支撑5顶部的风电机组安装座7、固定安装在风电机组安装座7上的风电机组8以及安装在风电机组8上的扇叶9；所述斜撑2的顶部与风电机组安装座7固定连接；所述斜撑2的数量为三个。所述风向检测机构包括设置在中心支撑5上的通风窗13以及设置在通风窗13内的风速传感器14；风速传感器14是可连续监测上述地点的风速、风量（风量=风速x横截面积）大小，能够对所处巷道的风速风量进行实时显示，是矿井通风安全参数测量的重要仪表，其传感器组件由风速传感器、风向传感器、传感器支架组成。所述通风窗13的位置低于扇叶9的最下端；所述通风窗13的数量至少为两个。两个所述通风窗13水平方向上相互垂直设置，对应设置在通风窗内的风速传感器14监测四个方向的风向。所述自动锁扣机构包括固定安装在行走轮16侧部的锁杆21、设置在轨道固定安装基座22上且与锁杆21相对应的锁扣孔23以及设置在轨道固定安装基座22内的锁扣件；所述锁扣件包括容纳槽29、一端连接在容纳槽29槽底的弹簧件26、连接在弹簧件26另一端的连接板27、固定在连接板27上的卡扣杆24以及固定连接在卡口杆24端部的弧形锁扣板25；所述连接板27位于容纳槽29内，所述弧形锁扣板25位于锁扣孔23内且位于锁杆21侧部。所述锁杆21侧部设置有与弧形锁扣板25相匹配的环形凹槽。所述容纳槽29槽口处设置有限位弯折边28。所述自动控制机构包括设置在中心支撑5上的plc控制器12；所述风速传感器14的输出端连接在plc控制器12的数据采集端，所述plc控制器12的信号输出端分别连接在轨道锁扣开关的输入端和减速电机4的输入端，所述plc控制器12控制减速电机4的启停，所述plc控制器12控制轨道锁扣开关的锁扣状态。所述plc控制器12上设置有与云平台双相传输信号的端口；所述云平台设有连接在减速电机4的输出端口。

本发明的工作过程如下：本装置无需测量安装地风向，可直接根据地势进行布置安装，至少两个通风窗13内的风速传感器14可监测至少四个方向的风量，将检测到的风量数据传输到plc控制器12，plc控制器12既可直接筛选分析风量数据后发出命令给减速电机4和轨道锁扣开关，对于比较复杂的数据也可传输到云平台，经云平台或专业技术人员分析数据后，再由云平台发出指令到plc控制器12，plc控制器12发出命令到轨道锁扣开关，弹簧件26可选用电磁弹簧，弹簧件26收缩，松开锁扣在锁杆21侧部的弧形锁扣板25，锁杆21升起脱离锁扣孔23，锁杆21升起可为液压杆自动收缩，也可是电伸缩杆收到plc控制器12的信号升起，然后减速电机4驱动主动齿轮组10动作，主动齿轮组10将减速电机4的驱动力传动到回转轴承3外齿轮，回转轴承3带动中心支撑5旋转，从而调整中心支撑5上方风电机组8的方向，此时，斜撑2在环形轨道1上滑动，在扇叶9调整到最佳风向位置时，风速传感器14监测到的风量数据传输给plc控制器12，plc控制器12发出命令，减速电机4停止，锁杆21插入到锁扣孔23，弹簧件26伸长，卡扣杆24端部的弧形锁扣板25卡扣在锁杆21侧部的环形凹槽内，斜撑2底部位置固定更加稳固。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。