多摆桨机构自适应风力发电机的制作方法

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机。

背景技术：

风力发电机是一类典型清洁能源装备，广泛应用在风力资源较充沛的地区发电。由于这些地区通常具有大风、阵风甚至是台风等，因此风力发电机工作时应有具有防护，抵御大风、阵风的自适应能力。当出现大风时，如不采取有效的措施，将会造成大风失速的现象，甚至会损毁风力发电机。另外，为了提高风力力矩，通常风力发电机的桨叶做的比较长，因此桨叶质量、桨叶支撑座质量和刚度、塔架高度、刚度和质量均被相应增加，导致增加制造总成本。多年来，确保风力发电机安全发电，降低制造成本，成为风力发电机设计者们不断努力的方向。目前国内外中小型风力发电机变桨矩技术发展较快，如2012公开号为cn101699061b的发明专利公开了一种风力发电机之离心变桨结构。人们利用刹车来控制大风失速的情况，而在水平轴风力发电机中，大部分采用变桨的手段来控制大风失速的现象。2013年公开号为cn102182638b的发明专利公开了一种风压变桨风力发电机，通过变桨机构带动风叶旋转达到改变桨叶迎风面积，当风压超过额定风压时，改变桨叶倾角，以减小风叶的迎风面积。2015年公开号为cn103047084b的发明专利公开了一种伞形风力发电机组及工作方法：当输出功率小于或等于额定输出功率时，则叶片处于打开状态，当输出功率大于额定输出功率时，利用控制系统使叶片处于收合状态，保护风力发电机组的作用。2013年公开号为cn102434400b的发明专利公开了风速匹配风力发电机。上述技术各有特色，但也有不足。离心变桨技术因对风轮转速有较高的要求，实际应用中也有诸多制约和弊端。改变桨叶倾角减小风叶的迎风面积效果不够好，而且对风向变化适应能力较差。伞形风力发电机的控制桨叶摆动系统比较复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够增大桨叶总体迎风面积、减少桨叶长度、自适应风力骤变、避免造成大风失速现象的多摆桨机构自适应风力发电机。

本发明包括发电机、机座、支座、多个机构相同的摆桨机构、齿轮轴和齿轮套，其中，机座为圆堆台柱壳体，其上端、上部、下部、下端依次同轴设有开口孔、孔凸台、空腔、底座，其孔凸台上设有同轴通孔；所述支座由立方壳体和圆柱体固连而成，其立方壳体中心设有水平通孔，其圆柱体设有与水平通孔正交的轴心通孔；支座下端的圆柱与机座的上端开口孔转动联接，发电机设在机座的空腔内，并与机座的孔凸台底部固连，发电机的驱动轴穿过孔凸台体与齿轮轴同轴键连接，齿轮轴与支座圆柱体的轴心通孔转动联接；所述齿轮套由圆锥齿轮与圆柱套同轴固连而成，齿轮套中部与支座的水平通孔转动联接，设在支座立方壳体内的齿轮轴圆锥齿轮与齿轮套圆锥齿轮相啮合；

所述摆桨机构包括3个桨叶、套、圆柱滑块、弹簧、螺杆、销轴、螺母和导轮；所述桨叶由连接柱与长椭圆倾斜薄板连成一体，其连接柱的内、外侧设有两个相互平行的通孔；所述套的一端的外周设有外凸圆台，该凸圆台上设有圆周均布的轴向槽和圆周切向通孔，套内设有同轴孔腔，套的另一端设有同轴通孔；圆柱滑块设有轴向通孔和圆周槽；圆柱滑块、弹簧、螺杆、螺母均设在套的孔腔内；桨叶连接柱设在套的轴向槽内，桨叶连接柱的内、外侧通孔分别与套的圆周切向通孔和导轮通过销轴转动联接，导轮与圆柱滑块的圆周槽接触；弹簧两端分别抵在套的内孔端面与圆柱滑块的轴端面；螺杆穿过套和圆柱滑块的同轴通孔与螺母螺纹连接；齿轮套的两端与多摆桨机构的套同轴固连，其一端为多个摆桨机构时，其摆桨机构的套与套同轴固连。

风力驱动桨叶组带动套和齿轮套回转，再通过齿轮套和齿轮轴的圆锥齿轮传动驱动发电机输入轴回转，弹簧压圆柱滑块推动桨叶组摆动，适应风力骤变；风力驱使多摆桨机构随支座绕机座自回转，保持与风向一致。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、串联的多摆桨机构增大桨叶总体迎风面积，减少桨叶长度，将会降低桨叶质量、桨叶支撑座质量和刚度、塔架高度、刚度和质量机座高度；

2、每个摆桨机构中弹簧压圆柱滑块推动桨叶组摆动，自适应风力骤变，避免造成大风失速的现象；

3、风力容易驱使串联的多摆桨机构随支座绕机座自适应回转，与风向保持一致。

附图说明

图1是本发明的主视剖视图。

图2是本发明摆桨机构俯视图。

图中：1-发电机、2-机座、3-支座、4-齿轮轴、5-齿轮套、6-桨叶、7-套、8-圆柱滑块、9-弹簧、10-螺杆、11-销轴、12-螺母、13-导轮。

具体实施方式

在图1所示的多摆桨机构自适应风力发电机示意图中，机座2为圆堆台柱壳体，其上端、上部、下部、下端依次同轴设有开口孔、孔凸台、空腔、底座，其孔凸台上设有同轴通孔；支座3由立方壳体和圆柱体固连而成，其立方壳体中心设有水平通孔，其圆柱体设有与水平通孔正交的轴心通孔；支座下端的圆柱与机座的上端开口孔转动联接，发电机1设在机座的空腔内，并与机座的孔凸台底部固连，发电机的驱动轴穿过孔凸台体与齿轮轴4同轴键连接，齿轮轴与支座圆柱体的轴心通孔转动联接；齿轮套5由圆锥齿轮与圆柱套同轴固连而成，齿轮套中部与支座的水平通孔转动联接，设在支座立方壳体内的齿轮轴圆锥齿轮与齿轮套圆锥齿轮相啮合；

摆桨机构中的3个桨叶均由连接柱与长椭圆倾斜薄板连成一体，其连接柱的内、外侧设有两个相互平行的通孔；套7一端的外周设有外凸圆台，该凸圆台上设有圆周均布的轴向槽和圆周切向通孔，套内设有同轴孔腔，套的另一端设有同轴通孔；圆柱滑块8设有轴向通孔和圆周槽，圆柱滑块、弹,9、螺杆10、螺母12均设在套的孔腔内；如图2所示，桨叶连接柱设在套的轴向槽内，桨叶连接柱的内、外侧通孔分别与套的圆周切向通孔和导轮13通过销轴11转动联接，导轮与圆柱滑块的圆周槽接触；弹簧两端分别抵在套的内孔端面与圆柱滑块的轴端面；螺杆穿过套和圆柱滑块的同轴通孔与螺母螺纹连接；齿轮套的两端分别与摆桨机构的套同轴固连，其一端为两个摆桨机构时，其摆桨机构的套与套同轴固连。

技术特征：

技术总结
一种多摆桨机构自适应风力发电机，其包括发电机、机座、支座、多个机构相同的摆桨机构、齿轮轴和齿轮套，其中摆桨机构包括桨叶组、套、滑块、弹簧、螺杆、导轮和销轴，滑块、弹簧、螺杆均设在套孔内，桨叶的连接柱内、外侧分别与套的圆周切向孔和导轮转动联接，导轮与滑块圆周槽接触，螺杆限制桨叶摆角，弹簧抵在套与滑块之间；齿轮套与多个摆桨机构的套同轴固连，齿轮套与支座转动联接，支座与机座垂直转动联接，发电机与机座固连，其驱动轴与齿轮轴同轴连接。本发明能够增大桨叶总体迎风面积、减少桨叶长度、自适应风力骤变、避免造成大风失速现象。

技术研发人员：路懿;路扬;叶妮佳
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2017.10.30
技术公布日：2018.04.13