一种垂直调节的变桨风力发电机系统

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种垂直调节的变桨风力发电机系统。


背景技术：

2.风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
3.风力发电机的最核心的部件之一，中国专利一种10mw级外转子分瓣式多相永磁直驱风力发电机(专利号cn111490615a)具有发电机结构简单，风轮直接驱动发电机，转矩脉动小等优点，但是目前，风力发电机常常面临飓风的环境，现有的风力发电机经常无法面对这样的天气，造成损毁；所以，亟需开发一种垂直调节的变桨风力发电机系统，以解决现有的直驱的风力发电机系统不能调节变桨，来抵抗飓风的能力。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种垂直调节的变桨风力发电机系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现垂直风力发电机进行变桨，抵抗飓风天气的侵袭。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.本实用新型提供一种垂直调节的变桨风力发电机系统，包括固定架、发电机和变桨机构；
7.所述固定架包括固定块；所述固定块中心嵌设有发电机；所述固定块顶面固定连接有辅助支架；
8.所述变桨机构包括旋转筒；所述旋转筒内腔底部固接有固定盘；所述固定盘与所述发电机的输入轴固定连接；所述旋转筒中部设置有两个变桨单元，两所述变桨单元对称设置；两所述变桨单元一端固接有桨叶；所述旋转筒顶端设置有驱动单元；所述驱动单元分别和两个所述变桨单元传动连接；
9.所述旋转筒两端分别与所述固定块和所述辅助支架转动连接。
10.优选的，所述辅助支架包括四根立柱；四根所述立柱分别固定安装于所述固定块顶面四角；所述立柱顶面固接有辅助块；所述辅助块中心与所述旋转筒顶端转动连接。
11.优选的，所述驱动单元包括伸缩电机；所述伸缩电机一端固接有旋转盘；所述旋转盘侧面与所述旋转筒内壁顶端固定连接；所述伸缩电机的伸缩轴一端固接有驱动块；所述驱动块两侧分别转动连接有连接板；所述连接板的一端转动连接有变桨单元。
12.优选的，所述变桨单元包括导向块、转动轴和两个导向杆；所述转动轴和所述导向杆分别与所述导向块相适配；所述转动轴一端和所述导向杆一端分别与所述桨叶侧面固定连接；所述转动轴的另一端与所述导向块中心转动连接；其中一个所述导向杆另一端与所述连接板的一端转动连接；所述导向块嵌设于所述旋转筒的侧壁并与所述旋转筒固定连
接。
13.优选的，所述导向块侧壁开设有两个相互对称设置且不连通的弧形槽；所述导向杆与所述弧形槽相适配并滑动连接；不与所述连接板转动连接的所述导向杆与弧形槽槽底之间固接有弹簧。
14.优选的，所述转动轴远离所述桨叶的一端固接有固定板；所述固定板分别与两所述导向杆固定连接；所述固定板设置于所述旋转筒内腔。
15.优选的，两个所述连接板关于所述旋转筒顶面圆心中心对称设置。
16.优选的，所述连接板与所述旋转筒的轴线的夹角为锐角。
17.本实用新型公开了以下技术效果：
18.本实用新型通过固定架防护旋转筒来保障高速旋转的旋转筒的稳定运行。
19.本实用新型通过对称设置的变桨单元，实现对桨叶的角度的调节，避免在发生飓风的环境里，本实用新型因为旋转过速导致损毁。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型俯视/剖视结构示意图。
22.图2为本实用新型侧视结构示意图。
23.图3为驱动单元和变桨单元侧视结构示意图。
24.图4为本实用新型变桨一定角度的侧视结构示意图。
25.其中，1、固定架；11、固定块；12、立柱；13、辅助块；2、发电机；3、变桨机构；31、旋转筒；32、固定盘；33、伸缩电机；34、旋转盘；35、驱动块；36、连接板；37、导向块；371、弧形槽；372、弹簧；38、转动轴；39、导向杆；4、桨叶；5、固定板。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
28.一种垂直调节的变桨风力发电机系统，包括固定架1、发电机2和变桨机构3；
29.固定架1包括固定块11；固定块11中心开设有第一安装槽；第一安装槽内固定安装有发电机2；固定块11顶面固定连接有辅助支架；
30.变桨机构3包括旋转筒31；旋转筒31内腔底部固接有固定盘32；固定盘32水平设置，且其底面中心与发电机2的输入轴固定连接；便于将外部动力传递给发电机2；旋转筒31中部设置有两个变桨单元，两变桨单元关于旋转筒的水平截面的圆心中心对称设置；两变
桨单元一端固接有桨叶4；旋转筒31顶端设置有驱动单元；驱动单元分别和两个变桨单元传动连接，利用单个驱动单元驱动两个变桨单元，优化了本实用新型的结构；
31.旋转筒31两端分别与固定块11和辅助支架转动连接，利用固定块11和辅助支架来对旋转筒31进行限制，来保证旋转筒31能够稳定运行。
32.进一步优化方案，辅助支架包括四根立柱12；四根立柱12分别固定安装于固定块11顶面四角，立柱12设置于固定块11的顶面角部，能够充分利用固定块11的面积，将固定块11做到最小，也使得立柱12远离了桨叶4，避免了干涉；立柱12顶面固接有辅助块13；辅助块13底面中心开设有第二安装槽，第二安装槽内过盈配合有轴承(附图未表示)，轴承与旋转筒31顶端过盈配合，实现了辅助块13底面中心与旋转筒31顶端转动连接。
33.进一步优化方案，驱动单元包括伸缩电机33；伸缩电机33主体一端固接有旋转盘34；旋转盘34侧面与旋转筒31内壁顶端固定连接；伸缩电机33的伸缩轴一端固接有驱动块35；驱动块35两侧分别转动连接有连接板36；两个连接板36关于旋转筒31顶面圆心中心对称设置；连接板36与旋转筒31的轴线的夹角为锐角，利用两个连接板36与旋转筒31的轴线成一定角度设置，能够使伸缩电机33的伸缩促使变桨单元进行动作，避免夹角为零时，导致机械卡死，无法运动；连接板36的一端转动连接有变桨单元。
34.进一步优化方案，变桨单元包括导向块37、转动轴38和两个导向杆39；转动轴38和导向杆39分别与导向块37相适配；转动轴38一端和导向杆39一端分别与桨叶4侧面固定连接；转动轴38的另一端与导向块37中心转动连接；其中一个导向杆39另一端与连接板36的一端转动连接；旋转筒31侧面对称开设有通孔；导向块37通过通孔固定安装于旋转筒31的侧壁并与旋转筒31固定连接。
35.进一步优化方案，导向块37侧壁开设有两个相互对称设置且不连通的弧形槽371；两个弧形槽371相对端面竖向设置，实现了导向杆39在弧形槽371的中部放置时桨叶4能够水平放置；导向杆39与弧形槽371相适配并滑动连接；不与连接板36转动连接的导向杆39与弧形槽371槽底之间固接有弹簧372。
36.进一步的，两个导向杆39和转动轴38平行设置，便于后期变桨调整。
37.进一步的，两个弧形槽371的弧形圆心重合设置，能够实现两个导向杆39绕转动轴38沿弧形槽371可以自由转动。
38.进一步优化方案，转动轴38远离桨叶4的一端固接有固定板5；固定板5分别与两导向杆39固定连接；固定板5设置于旋转筒31内腔，利用固定板5分别将两导向杆39和转动轴38固接在一起，通过连接板36带动一个导向杆39运动即可实现两导向杆39和转动轴38一起受力，避免了因为单个导向杆39或转动轴38的应力变形导致运动的卡滞，提高了变桨单元的机械强度。
39.本实施例的工作过程如下：
40.首先，将本实用新型放置在空旷的位置并固定牢固，启动伸缩电机33，推动驱动块35向下运动，即推动连接板36向下带动一个导向杆39运动，导向杆39在受到连接板36的外力下，沿着弧形槽371向下移动，进而带动另一个导向杆39沿着弧形槽371向上移动，因为两个导向杆39均固定安装于桨叶4的侧面，所以，桨叶4会在两个导向杆39反向运动的情况下，实现由初始的水平设置，变成与水平面成一定角度设置，逐步提高了桨叶4的迎风面的受力，也就提高了旋转筒31在桨叶4的带动下的转动速度。
41.旋转筒31两端通过轴承(附图未表示)分别与固定块11和辅助块13转动连接，桨叶4在变桨单元调整至一定角度时，会在外部风力的作用下，带动旋转筒31进行旋转，旋转筒31底端固接的固定盘32固接有发电机2，即实现了当旋转筒31旋转时，会带动发电机2的输入轴进行旋转发电。
42.当外部的风力异常变大时，为了避免本实用新型因为转速过高而发生损毁，此时可以调整伸缩电机33通过导向杆39调整桨叶至与水平面平行，此时桨叶受到的风力急剧降低，避免了危险的情况发生。在导向杆39回调时，弹簧372会给予一定的拉力，平衡了导向杆39的侧向受力。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。