一种风力发电机组叶片调节装置及方法与流程

本发明涉及风力发电机叶片，具体为一种风力发电机组叶片调节装置及方法。

背景技术：

1、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，风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机，广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用，风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。

2、由于风力发电机的叶片体积较大导致其本身结构较为单一，遇到突然改变风向的强风天气不需要调节叶片的朝向以求达到进行侧面迎风形成破风的效果，但是叶片体积大调节转向的速度较慢，在调节的过程中依旧会受到强风冲击对叶片和发电机造成损伤。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是：风力发电机叶片结构单一面对强风不能进行快速避风调剂。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种风力发电机组叶片调节装置及方法，包括发电机室，所述发电机室的内部设有支柱，所述发电机室的一侧设有防护罩，所述防护罩的一侧设有外壳，所述发电机室的内部设有差速结构，所述外壳的内部设有控制结构，所述外壳的四周均设有扇叶，所述扇叶上设有漏风结构，所述漏风结构可以与控制结构相互配合使用，所述控制结构可以与差速结构相互配合使用；

3、所述控制结构包括收纳盒、折叠布、控制环、副线、主线、连接座、连接轴、副控轮、主控轮、滑轨、锥齿轮组、电机、液压杆、固定板、套筒、动力轮和从动轮，所述扇叶的一侧设有盒体，所述盒体的内部呈空腔状，所述盒体内部的一侧转动设有折叠布，所述折叠布会以与盒体转动连接处为圆心先转打开和折叠。

4、作为优选，所述折叠布一侧的顶部设有控制环，所述控制环的底部设有主线，所述外壳的内部设有连接座，所述连接座的一侧设有主控轮。

5、作为优选，所述主控轮的一侧设有副控轮，所述副控轮上缠绕有副线，所述主控轮与主线的一端相固定连接，所述主控轮和副控轮穿插在连接座上，所述主控轮和副控轮为分开式各自旋转互不干扰。

6、作为优选，所述防护罩内壁的顶部设有滑轨，所述滑轨的底部设有固定板，所述固定板底部的一侧贯穿有套筒，所述套筒的内部设有连接轴，所述连接轴的一侧设有动力轮，所述套筒表面的一侧设有辅助轮，所述动力轮和辅助轮均与主控轮和副控轮相适配。

7、作为优选，所述套筒的一侧设有锥齿轮组，所述锥齿轮组可以控制套筒和连接轴一起旋转的同时旋转方向相反，所述锥齿轮组的一侧设有电机，所述防护罩内壁的底部设有液压杆，所述液压杆的一侧与固定板一侧的底部相固定连接。

8、作为优选，所述漏风结构包括盒体、活动板、控制线、活动臂、卡板、转轴、档杆、辅助轮和弹簧，所述扇叶正面的顶部和底部均转动连接有活动板，所述扇叶的正面设有盒体，所述盒体的内部滑动设有转轴，所述转轴的顶部和底部均转动设有活动臂，所述活动臂的背面设有卡板。

9、作为优选，所述扇叶正面的顶部和底部均设有档杆，所述盒体底部的一侧设有辅助轮，所述盒体内壁的一侧设有弹簧，所述弹簧的另一侧与转轴的一侧相固定连接，所述转轴的一侧设有控制线，所述控制线的底部与副线的一侧相固定连接。

10、作为优选，所述差速结构包括差速齿轮组、壳体、固定壳、齿圈、行星齿轮、发电轮、棘轮和棘爪，所述发电机室的内部设有壳体，所述壳体的内部设有差速齿轮组，所述差速齿轮组的一侧设有棘轮，所述棘轮的一侧设有棘爪，所述差速齿轮组的一侧设有固定壳。

11、作为优选，所述固定壳的一侧设有齿圈，所述齿圈的内部设有行星齿轮和发电轮，所述行星齿轮与发电轮和齿圈相啮合，所述发电轮与发电电机的一侧相固定连接。

12、s1：在扇叶正常环境下使用时会通过外壳带动连接座旋转，连接座带动发电机室内的发电机进行旋转发电，在正常使用时天气风力较小导致扇叶的旋转速度较慢时可以将折叠布旋转打开增加扇叶的受风面面积，打开时启动液压杆，液压杆会通过伸缩杆带动固定板整体沿着滑轨向一侧移动，固定板一侧的动力轮与主控轮相互啮合后打开电机，电机启动后会通过锥齿轮组带动连接轴旋转，连接轴带动动力轮控制主控轮旋转，主控轮旋转会对主线进行收缩拉紧，主线拉紧的同时会带动折叠布以与盒体转动连接处为圆心旋转打开，打开后就可以进行更好的受风；

13、s2：当遇到突然转向的强风天气时在扇叶正在旋转避风的过程中为了防止其发生损坏可以继续控制液压杆推动固定板向前移动，固定板带动动力轮和从动轮继续向前移动，动力轮会与副控轮相啮合，从动轮与主控轮相啮合，此时反转电机，电机会因为锥齿轮组控制套筒和连接轴相互反方向旋转，此时主控轮和副控轮会相向旋转，主控轮会松开主线让折叠布因为其内部的限位弹簧重新收缩回盒体内，主线释放的同时副控轮会收卷副线，副线会带动控制线紧贴着辅助轮向下移动，控制线向下移动会带动转轴向一侧移动并挤压弹簧，转轴会带动活动臂向一侧移动，直至活动臂移动至接触到档杆后以与转轴转动连接处为圆心旋转折叠，此时的卡板会随着活动臂移动失去对活动板的控制，活动板就会被强风吹开，让扇叶的表面产生漏风孔，减少承风面，活动板和转轴内均设有扭矩弹簧，失去强风吹动时会自动恢复到初始位置；

14、s3：当扇叶风力处于正常时，发电轮会正常转动并带动发电机及其别的装置转动进行风力发电，当风力突然增强时为了防止发电机由于转速过快而损坏，差速齿轮组会发生旋转并带动齿圈和行星齿轮转动，由于行星齿轮配合齿圈会比发电轮的行程更大大，使得风力突然增强时的发电机转动速度不会太快，达到了可以及时有效地根据风力减小发电机的转动速度的效果。

15、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

16、(1)扇叶和外壳的内部设有控制结构和漏风结构，控制结构可以对风力微弱的环境下通过对折叠布的展开和收纳完成增加扇叶受风面积的控制，漏风结构可以通过活动板的开合对扇叶的受风面积进一步减少，让其在突然转向的强风天气下，扇叶没有完成转向前尽最大可能的减少风阻对扇叶造成的危害，控制结构内还设置有双向控制的动力轮和从动轮，二者可以通过电机与锥齿轮组之间的配合形成双向旋转以及移动，在大风天气下以最快的速度对漏风结构以及折叠布进行同时控制；

17、(2)漏风结构是通过活动臂和活动板之间的配合进行控制，活动臂和活动板在转动连接处均设有扭矩弹簧，扭矩弹簧可以让活动板在强风受力下进行旋转，使扇叶的中上和中下段均形成一个较大的过风空腔，两个活动臂也是可以同时两个一起控制的，可以让活动板同时打开，避免产生错位误差影响其开合，控制线可以与辅助轮进行配合，辅助轮可以让控制线在进行下拉时减少其表面产生的摩擦力，让控制下下拉时更加的顺畅；

18、(3)防护罩内还设置有差速结构，差速结构可以通过差速齿轮和行星轮之间的配合对发电机的转速进行改变，让其在风力突然增加的环境下有一定的差速反应时间和调整时间避免扇叶没有改变风速过快造成发电机转速超负荷运转造成损坏，差速齿轮在正常环境下只会正常旋转，只有遇到突如其来的特大强风才会触发差速保护机制，让风力发电机可以适应各种复杂多变的环境，增加装置整体的可适应性。