一种风力发电机的变桨距设备的制作方法

本发明涉及风力发电机的变桨距设备，尤其涉及一种风力发电机的变桨距设备。

背景技术：

1、目前，利用风能的设备主要有水平轴和垂直轴风力机两种发电装置，垂直轴风力机有无需对风的优点，但是，在气动性能上，大功率的升力型垂直轴风力机普遍难以实现变桨距，或变桨距十分困难，从而在启动和制动方面有着难以克服的短板；

2、对此，市场上出现一些可变桨距的垂直轴风力机，例如中国专利申请号为cn201610326213.2中公开了“一种可变桨距大功率垂直轴风力发电装置包括底座、轮毂、导流罩、发电机和多个叶片，发电机安装在底座上，轮毂安装在发电机的主轴上，导流罩盖在轮毂上，它还包括电滑环和与叶片数量相一致的多个变桨装置；每个变桨装置包括变桨电机和齿轮副”；

3、该类专利通过“变桨电机”的驱动所有“叶片”自转实现统一变桨距工作；但是，由于风力机的“叶片”的面积较大，所以“叶片”扫略的面积很大，“叶片”在转动过程中会到达不同的位置，而自然风存在不均匀性，这就使得“叶片”在不同位置受到的风力不同，而“叶片”统一变桨无法使得所有的“叶片”能够补偿风的不均匀性引起的附加载荷，这就使得“叶片”上力矩的波动较大而无法平稳转动。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在叶片无法平稳转动的缺点，而提出的一种风力发电机的变桨距设备。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、设计一种风力发电机的变桨距设备，包括转动套筒、轮毂、若干叶片组件和传动机构；所述转动套筒转动安装在底座上，所述轮毂固定安装在转动套筒上，若干所述叶片组件均活动安装在轮毂的外侧、且环绕着轮毂等距分布；所述传动机构安装在轮毂内侧、以驱使叶片组件进行活动。

4、优选的，所述叶片组件包括空心轴、转盘、安装座、转动座和叶片；所述空心轴贯穿轮毂的侧壁、且与轮毂转动连接，所述转盘固定安装在空心轴的一端，所述安装座固定安装在转盘上，所述转动座的一端通过销轴与安装座转动连接，所述转动座的另一端与叶片固定连接。

5、优选的，所述叶片组件还包括第一转轴、第一锥齿轮和第二锥齿轮；所述第一转轴贯穿空心轴、且与空心轴转动连接，所述第一锥齿轮固定安装在第一转轴的一端，所述第二锥齿轮与转动座同轴固定连接、且与第一锥齿轮啮合。

6、优选的，所述传动机构包括若干齿圈、若干第二转轴、若干第一齿轮、若干第一万向联轴器和若干第三转轴；若干所述齿圈固定安装在相应的空心轴的另一端，若干所述第二转轴均转动安装在轮毂的内侧，若干所述第一齿轮固定安装在相应的第二转轴的一端、且与相应的齿圈啮合，若干所述第三转轴均贯穿轮毂的底壁、且与轮毂转动连接，若干所述第三转轴的顶端与相应的第二转轴通过相应的第一万向联轴器固定连接。

7、优选的，所述底座上固定安装有若干与第三转轴相对应的第一电机，若干所述第一电机的输出轴与相应的第三转轴固定连接。

8、优选的，所述齿圈的齿数大于第一齿轮。

9、优选的，所述传动机构还包括安装架、若干第二万向联轴器、若干第四转轴和传动件；所述安装架固定安装在轮毂内侧，若干所述第四转轴均贯穿安装架、且与安装架转动连接，若干所述第四转轴的顶端通过相应的第二万向联轴器与相应的第一转轴固定连接，所述传动件安装在安装架的底部。

10、优选的，所述传动件包括第五转轴、中心齿轮和若干第二齿轮；所述第五转轴转动安装在安装架的底部，所述中心齿轮固定安装在第五转轴上，若干所述第二齿轮分别固定安装在相应的第四转轴的底部、且均与中心齿轮啮合。

11、优选的，所述底座的中心位置固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴与第五转轴固定连接。

12、本发明提出的一种风力发电机的变桨距设备，有益效果在于：通过单独驱动其中一个叶片相应的空心轴转动，这样可以使得转盘带动安装座转动，这样可以使得叶片发生自转，从而改变该叶片的桨距角，进而可以使得不同的叶片处在不同风速位置时通过改变桨距角来补偿风的不均匀性引起的附加载荷，从而降低叶片上的力矩的波动，减弱叶片和机舱上的不平衡载荷，保证风力发电机在高风速段保持功率平稳输出。

技术特征：

1.一种风力发电机的变桨距设备，其特征在于，包括转动套筒(2)、轮毂(3)、若干叶片组件(4)和传动机构(5)；所述转动套筒(2)转动安装在底座(1)上，所述轮毂(3)固定安装在转动套筒(2)上，若干所述叶片组件(4)均活动安装在轮毂(3)的外侧、且环绕着轮毂(3)等距分布；所述传动机构(5)安装在轮毂(3)内侧、以驱使叶片组件(4)进行活动。

2.根据权利要求1所述的风力发电机的变桨距设备，其特征在于，所述叶片组件(4)包括空心轴(41)、转盘(42)、安装座(43)、转动座(44)和叶片(45)；所述空心轴(41)贯穿轮毂(3)的侧壁、且与轮毂(3)转动连接，所述转盘(42)固定安装在空心轴(41)的一端，所述安装座(43)固定安装在转盘(42)上，所述转动座(44)的一端通过销轴与安装座(43)转动连接，所述转动座(44)的另一端与叶片(45)固定连接。

3.根据权利要求2所述的风力发电机的变桨距设备，其特征在于，所述叶片组件(4)还包括第一转轴(46)、第一锥齿轮(47)和第二锥齿轮(48)；所述第一转轴(46)贯穿空心轴(41)、且与空心轴(41)转动连接，所述第一锥齿轮(47)固定安装在第一转轴(46)的一端，所述第二锥齿轮(48)与转动座(44)同轴固定连接、且与第一锥齿轮(47)啮合。

4.根据权利要求3所述的风力发电机的变桨距设备，其特征在于，所述传动机构(5)包括若干齿圈(51)、若干第二转轴(52)、若干第一齿轮(53)、若干第一万向联轴器(54)和若干第三转轴(55)；若干所述齿圈(51)固定安装在相应的空心轴(41)的另一端，若干所述第二转轴(52)均转动安装在轮毂(3)的内侧，若干所述第一齿轮(53)固定安装在相应的第二转轴(52)的一端、且与相应的齿圈(51)啮合，若干所述第三转轴(55)均贯穿轮毂(3)的底壁、且与轮毂(3)转动连接，若干所述第三转轴(55)的顶端与相应的第二转轴(52)通过相应的第一万向联轴器(54)固定连接。

5.根据权利要求4所述的风力发电机的变桨距设备，其特征在于，所述底座(1)上固定安装有若干与第三转轴(55)相对应的第一电机(6)，若干所述第一电机(6)的输出轴与相应的第三转轴(55)固定连接。

6.根据权利要求5所述的风力发电机的变桨距设备，其特征在于，所述齿圈(51)的齿数大于第一齿轮(53)。

7.根据权利要求5或6所述的风力发电机的变桨距设备，其特征在于，所述传动机构(5)还包括安装架(56)、若干第二万向联轴器(57)、若干第四转轴(58)和传动件(59)；所述安装架(56)固定安装在轮毂(3)内侧，若干所述第四转轴(58)均贯穿安装架(56)、且与安装架(56)转动连接，若干所述第四转轴(58)的顶端通过相应的第二万向联轴器(57)与相应的第一转轴(46)固定连接，所述传动件(59)安装在安装架(56)的底部。

8.根据权利要求7所述的风力发电机的变桨距设备，其特征在于，所述传动件(59)包括第五转轴(591)、中心齿轮(592)和若干第二齿轮(593)；所述第五转轴(591)转动安装在安装架(56)的底部，所述中心齿轮(592)固定安装在第五转轴(591)上，若干所述第二齿轮(593)分别固定安装在相应的第四转轴(58)的底部、且均与中心齿轮(592)啮合。

9.根据权利要求8所述的风力发电机的变桨距设备，其特征在于，所述底座(1)的中心位置固定安装有第二电机(7)，所述第二电机(7)的输出轴与第五转轴(591)固定连接。

技术总结
本发明涉及风力发电机技术领域，尤其是一种风力发电机的变桨距设备，包括转动套筒、轮毂、若干叶片组件和传动机构；转动套筒转动安装在底座上，轮毂固定安装在转动套筒上，若干叶片组件均活动安装在轮毂的外侧、且环绕着轮毂等距分布；传动机构安装在轮毂内侧、以驱使叶片组件进行活动。本发明可以使得不同的叶片处在不同风速位置时通过改变桨距角来补偿风的不均匀性引起的附加载荷，从而降低叶片上的力矩的波动，减弱叶片和机舱上的不平衡载荷，保证风力发电机在高风速段保持功率平稳输出。

技术研发人员：张军
受保护的技术使用者：湖北万邦电机股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15