一種風力發(fā)電機組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機組，其結(jié)構(gòu)為，塔架直立安裝，偏航套筒轉(zhuǎn)動套裝在塔架上，發(fā)電機和偏航剎車機構(gòu)分別安裝在偏航套筒的兩側(cè)；輪轂座和同步盤固定安裝在發(fā)電機空心軸上，輪轂座上設(shè)置輪轂架，擺動軸和擺動軸下擺臂活動安裝在輪轂架上；擺動軸上連接變槳機構(gòu)，擺動軸下擺臂和同步盤連接，同步盤往復滑動于發(fā)電機空心軸上；發(fā)電機上連接停機裝置。本發(fā)明依靠風力發(fā)電機本體和偏航鎖舵的偏差來控制偏航鎖開鎖和解鎖，利用離心力和風壓變槳，并可以傘型收縮，擁有啟動功能，啟動力矩大、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、風阻小，將離心變槳、風壓變槳、傘型收縮的優(yōu)點集于一身。
【專利說明】—種風力發(fā)電機組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機，特別是一種帶有偏航鎖并利用離心力和風壓來控制槳葉傾斜、變槳從而調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速，降低風阻保障風機運行的風力發(fā)電機組；尤其適用于下風向風力發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]風力發(fā)電機需要偏航對風，大中型風力發(fā)電機對準風向后用偏航鎖鎖定，防止機頭擺動損傷風機及葉片，由于偏航鎖結(jié)構(gòu)復雜成本高，小風機沒有這一裝置。另外風力發(fā)電機還要控制轉(zhuǎn)速并在強風時能夠降低阻力，防止強風將整個發(fā)電機組和塔架吹到。現(xiàn)有比較優(yōu)秀的限速減阻方式有離心變槳，風壓變槳，傘型收縮限速減阻，各有優(yōu)劣無法將所有優(yōu)點集于一身。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而提供一種風力發(fā)電機組，解決了現(xiàn)有技術(shù)中偏航鎖結(jié)構(gòu)復雜成本高、限速減阻方式局限性大的問題。
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種風力發(fā)電機組，塔架直立安裝，偏航套筒轉(zhuǎn)動套裝在塔架上，發(fā)電機和偏航剎車機構(gòu)分別安裝在偏航套筒的兩側(cè)；輪轂座和同步盤固定安裝在發(fā)電機空心軸上，輪轂座隨發(fā)電機空心軸同步旋轉(zhuǎn)，輪轂座上設(shè)置輪轂架，擺動軸和擺動軸下擺臂活動安裝在輪轂架上；擺動軸上連接變槳機構(gòu)，擺動軸下擺臂和同步盤連接，同步盤往復滑動于發(fā)電機空心軸上；發(fā)電機上連接停機裝置。
[0005]所述的偏航套筒由深溝球軸承和向心推力軸承轉(zhuǎn)動套裝在塔架上。
[0006]所述的變槳機構(gòu)為:槳葉安裝夾板上設(shè)有安裝孔用于安裝槳葉，槳葉安裝夾板焊接在變槳套筒一端，變槳滑桿焊接在變槳套筒的另一端，變槳套筒通過變槳軸承套裝在擺動軸上；變槳盤通過變槳盤座焊接在輪轂架上，變槳盤與槳葉、輪轂座、發(fā)電機軸一同旋轉(zhuǎn)，變槳滑桿在變槳盤上的變槳滑軌內(nèi)穿過并沿變槳滑軌滑動。
[0007]所述的變槳套筒設(shè)置為3個，3個變槳套筒同步擺動。
[0008]所述的變槳滑桿為金屬實心圓柱體。
[0009]所述的槳葉、變槳滑桿及變槳滑軌的數(shù)量相匹配，變槳滑軌的軌跡相同。
[0010]所述的變槳滑軌設(shè)置為曲線或直線；所述的變槳盤設(shè)置為平面、曲面或半球面。[0011 ] 所述的變槳盤上沖孔或外部簍空。
[0012]所述的偏航剎車機構(gòu)為，偏航剎車盤固定在塔架的上方，盤式制動器和偏航鎖舵支架安裝在偏航套筒上，盤式制動器內(nèi)設(shè)有液壓油缸，液壓油缸上設(shè)有剎車片I，偏航剎車盤與剎車片I相對應設(shè)有剎車片II，柱塞泵安裝在偏航鎖舵支架上，柱塞泵上設(shè)有制動液存儲箱，柱塞泵用高壓油管與盤式制動器的油缸連接，偏航鎖舵連接偏航鎖舵軸，偏航鎖舵軸外套裝軸套，偏航鎖舵軸上設(shè)有偏心盤，偏心盤上設(shè)有偏心軸，偏心軸通過球頭用連桿與柱塞泵活動連接；偏航鎖舵的軸套下方向前傾斜十度安裝。
[0013]所述的柱塞泵內(nèi)有柱塞，用于產(chǎn)生高壓油驅(qū)動盤式制動器內(nèi)的液壓油缸。
[0014]所述的停機裝置為，停機舵通過停機舵桿活動安裝在發(fā)電機下方，停機舵設(shè)為飛機的機翼形狀，鋼絲一端連接在停機舵桿上，鋼絲另一端繞過滑輪連接在軸承座上，軸承座內(nèi)的軸承內(nèi)套連接停機拉桿一端,停機拉桿另一端由滑塊穿過發(fā)電機空心軸的定位槽連接在同步盤內(nèi)側(cè)，滑輪下方裝有磁鐵。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點效果如下:
依靠風力發(fā)電機本體和偏航鎖舵的偏差來控制偏航鎖開鎖和解鎖，利用離心力和風壓變槳，并可以傘型收縮，擁有啟動功能，啟動力矩大、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、風阻小，將離心變槳、風壓變槳、傘型收縮的優(yōu)點集于一身。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為輪轂座、輪轂架、擺動軸、變槳套筒、槳葉安裝夾板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為同步盤、發(fā)電機空心軸、停機拉桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為變槳盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為發(fā)電機空心軸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6圖7為變槳關(guān)系圖。
[0022]其中1、槳葉安裝夾板，2、變槳盤，3、變槳滑桿，4、發(fā)電機，5、軸承座，6、剎車盤，7、液壓油缸，8、盤式制動器，9、柱塞泵，10、柱塞泵連桿，11、偏心軸，12、偏心盤，13、軸套，14、球頭，15、偏航鎖舵軸，16、偏航鎖舵，17、偏航套筒，18、深溝球軸承，19鋼絲，20、向心推力軸承，21、塔架，22、發(fā)電機空心軸，23、停機舵桿，24、變槳盤座，25、輪轂座，26、停機舵，27、輪轂架，28、彈簧，29、螺母，30、擺動軸下擺臂，31、連桿，32、同步盤，33、定位槽，34、停機拉桿，35、擺動臂銷，36、擺動軸，37、變槳套筒，38、變槳軸承，39、螺母，40、連桿銷軸，41、輪轂架銷孔，42、變槳滑軌，43、銷孔，44、螺紋，45、軸承座，46、轉(zhuǎn)子安裝座，47、磁鐵，48、滑輪，箭頭代表風向。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行進一步祥細說明。
實施例
[0024]如圖1-5所示，塔架21為空心鋼管并直立安裝，偏航套筒17由深溝球軸承18和向心推力軸承20轉(zhuǎn)動套裝在塔架21上，發(fā)電機4、柱塞泵9下的鋼管以及盤式制動器8都安裝在偏航套筒上，并可隨風轉(zhuǎn)動對風。
[0025]輪轂座25由螺母29固定安裝在發(fā)電機空心軸上，隨發(fā)電機空心軸22同步旋轉(zhuǎn)，輪轂架27焊接在輪轂座25上，輪轂架27上有輪轂架銷孔41，擺動軸36和擺動軸下擺臂30是一體的，并由擺動臂銷35穿過輪轂架銷孔41安裝在輪轂架27上可前后擺動但不能轉(zhuǎn)動。槳葉安裝夾板I焊接在變槳套筒37 —端，變槳滑桿3焊接在變槳套筒37的另一端，先將變槳套筒套入擺動軸36，裝上變槳軸承38再擰上螺母39變槳套筒組件安裝完畢，變槳套筒一般為三個，多個變槳套筒的擺動必須同步，所以用連桿31將擺動軸下擺臂30和同步盤32用連桿銷軸40活動連接，同步盤32可往復滑動。將變槳滑桿3從變槳滑軌42內(nèi)穿過，將變槳盤2和變槳盤座24 —同焊接在輪轂架27上，變槳盤2與輪轂架27、同步盤32、槳葉、輪轂座、發(fā)電機軸同步旋轉(zhuǎn)，在停機或轉(zhuǎn)速過低時變槳滑桿3貼近發(fā)電機4旋轉(zhuǎn)但不與之磨擦，當達到一定轉(zhuǎn)速由于變槳滑桿3自身的離心力和槳葉的離心力加上風壓突破彈簧28的彈力，槳葉、變槳套筒向后擺動的同時，變槳滑桿3沿曲線的變槳滑軌42向外擺動，形成變槳。由于多個變槳套筒的擺動軸下擺臂都與同步盤相連，所以多個槳葉同步擺動，由于變槳盤上的多個變槳滑軌曲線相同所以多個槳葉同步變槳。
[0026]槳葉做傘型收縮時變槳滑桿只能按變槳滑軌的設(shè)定軌跡滑動，從而帶動變槳套筒轉(zhuǎn)動，槳葉安裝夾板I焊接在變槳套筒37上隨之轉(zhuǎn)動，槳葉安裝夾板I上設(shè)有安裝孔用于安裝槳葉，槳葉做傘型收縮的同時自然隨變槳滑桿轉(zhuǎn)動形成變槳。
[0027]所述的變槳套筒37即能隨擺動軸36前后擺動又能隨變槳滑桿3的左右擺動而轉(zhuǎn)動。(朝向風的一側(cè)為前也就是偏航鎖舵的方向是前)。
[0028]所述的變槳滑桿3為金屬實心圓柱體；變槳滑桿3即屈從于變槳滑軌變槳同時也受力于離心力變槳，相當于離心桿。
[0029]所述的槳葉、變槳滑桿3及變槳滑軌42的數(shù)量相匹配，變槳滑軌的軌跡相同；所述的變槳盤2上的變槳滑軌根據(jù)要求或曲線或直線；所述的變槳盤2可以是平面也可以曲面、半球面；所述的變槳盤為減輕重量可沖孔或外部簍空。
[0030]所述的偏航剎車機構(gòu)包括:盤式制動器8、剎車盤6、柱塞栗9、偏心軸11、柱塞栗連桿10、偏航鎖舵16，剎車盤6固定在塔架21上不能轉(zhuǎn)動，盤式制動器8和偏航鎖舵支架安裝在偏航套筒17上，盤式制動器8在不制動時與偏航套筒一同自由旋轉(zhuǎn)，盤式制動器內(nèi)有液壓油缸7，液壓油缸上設(shè)有剎車片I，偏航剎車盤與剎車片I相對應設(shè)有剎車片II，柱塞泵9安裝在偏航鎖舵支架上，柱塞泵上設(shè)有制動液存儲箱，柱塞泵用高壓油管與盤式制動器的油缸連接，偏航鎖舵的軸套下方向前傾斜十度安裝，這樣偏航鎖舵可以依靠重力自行歸位與偏航鎖舵的支架平行，偏航鎖舵連接偏航鎖舵軸15，偏航鎖舵軸15外套裝軸套13，偏航鎖舵軸15上設(shè)有偏心盤12，偏心盤上設(shè)有偏心軸11，偏心軸通過球頭用連桿與柱塞泵活動連接，偏航鎖舵與風力發(fā)電機正對風時盤式制動器鎖緊，當偏航鎖舵無論向哪一邊偏移，偏航鎖都會松開，風力發(fā)電機開始對風，偏航鎖舵與風力發(fā)電機與風一條線時盤式制動器再次鎖緊。
[0031]所述的柱塞泵內(nèi)有柱塞，用于產(chǎn)生高壓油驅(qū)動盤式制動器內(nèi)的液壓油缸。
[0032]所述的偏航鎖舵的軸套下方如果向后傾斜十度安裝，偏航鎖舵轉(zhuǎn)一百八十度安裝，便適用于上風向風力發(fā)電機組。(本風力發(fā)電機組屬于下風向設(shè)計)。
[0033]發(fā)電機在強風中運行有較高風險，本發(fā)明中設(shè)計了停機裝置，停機舵26活動安裝在發(fā)電機下方，停機舵為飛機的機翼型，優(yōu)點是可擺動九十度，豎直時依靠阻力運動，平行時依靠升力運動，鋼絲19 一端連接在停機舵桿23上，鋼絲19另一端繞過滑輪48連接在軸承座5上，軸承座5不轉(zhuǎn)動，軸承座5內(nèi)的軸承內(nèi)套連接停機拉桿34 —端，停機拉桿34隨發(fā)電機空心軸一同轉(zhuǎn)動,停機拉桿34另一端由一滑塊穿過發(fā)電機空心軸的定位槽33連接在同步盤內(nèi)側(cè)，同步盤只能同發(fā)電機空心軸同步轉(zhuǎn)動，滑輪48下方裝有磁鐵47，強風時停機舵26脫離磁鐵47的吸引向后擺動由鋼絲19、軸承座5停機拉桿34拉動同步盤32向前滑動，帶動槳葉向后擺動并變槳停機；停機裝置不負責運轉(zhuǎn)時的調(diào)速，只負責大風時停機。
[0034]發(fā)電機空心軸的一端設(shè)置空心定位槽33，發(fā)電機空心軸的另一端設(shè)有軸承座45，軸承座45之間設(shè)有轉(zhuǎn)子安裝座46，空心定位槽33與軸承座45之間設(shè)有螺紋44。
[0035]圖6和圖7中E、為槳葉中心軸線，F(xiàn)、為變槳啟動運行線，G、為變槳減速運行線，C、為停機時變槳滑桿3所處的位置，B、為額定轉(zhuǎn)速時變槳滑桿3所處的位置，D、為超過額定轉(zhuǎn)速或風速時變槳滑桿3所處的位置，A、是槳葉旋轉(zhuǎn)方向，E和F、E和G之間的夾角都為50度左右。圖7中B、C、D均為槳葉尖所處角度不是槳根。當變槳滑桿3處于圖6中C點時，槳葉角處于圖7中C角，A與C的夾角為25度左右，是啟動角。當變槳滑桿3處于圖6中B點時，槳葉角處于圖7中的B角，A與B的夾角為24度，為最佳運行角。當變槳滑桿3處于圖6中D點時，槳葉角處于圖7中D角，A與D的夾角為30度左右，當變槳滑桿由D點向H點滑動時，槳葉只做傘型收縮不再變槳，發(fā)電機處于停機狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種風力發(fā)電機組，其特征在于塔架(21)直立安裝，偏航套筒(17)轉(zhuǎn)動套裝在塔架(21)上，發(fā)電機(4)和偏航剎車機構(gòu)分別安裝在偏航套筒的兩側(cè)；輪轂座(25)和同步盤(32)固定安裝在發(fā)電機空心軸(22)上，輪轂座(25)隨發(fā)電機空心軸(22)同步旋轉(zhuǎn)，輪轂座(25)上設(shè)置輪轂架(27)，擺動軸(36)和擺動軸下擺臂(30)活動安裝在輪轂架(27)上；擺動軸(36)上連接變槳機構(gòu)，擺動軸下擺臂(30)和同步盤(32)連接，同步盤(32)往復滑動于發(fā)電機空心軸(22 )上；發(fā)電機上連接停機裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風力發(fā)電機組，其特征在于所述的偏航套筒(17)由深溝球軸承(18)和向心推力軸承(20)轉(zhuǎn)動套裝在塔架(21)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風力發(fā)電機組，其特征在于所述的變槳機構(gòu)為:槳葉安裝夾板上設(shè)有安裝孔用于安裝槳葉，槳葉安裝夾板(I)焊接在變槳套筒(37)—端，變槳滑桿(3 )焊接在變槳套筒(37 )的另一端，變槳套筒通過變槳軸承(38 )套裝在擺動軸(36 )上；變槳盤通過變槳盤座焊接在輪轂架上，變槳盤與槳葉、輪轂座、發(fā)電機軸一同旋轉(zhuǎn)，變槳滑桿在變槳盤上的變槳滑軌內(nèi)穿過并沿變槳滑軌滑動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風力發(fā)電機組，其特征在于所述的變槳套筒設(shè)置為3個，3個變槳套筒同步擺動；所述的變槳滑桿為金屬實心圓柱體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風力發(fā)電機組，其特征在于所述的槳葉、變槳滑桿及變槳滑軌的數(shù)量相匹配，變槳滑軌的軌跡相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風力發(fā)電機組，其特征在于所述的變槳滑軌設(shè)置為曲線或直線；所述的變槳盤設(shè)置為平面、曲面或半球面。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風力發(fā)電機組，其特征在于所述的變槳盤上沖孔或外部簍空。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風力發(fā)電機組，其特征在于所述的偏航剎車機構(gòu)為，偏航剎車盤固定在塔架的上方，盤式制動器和偏航鎖舵支架安裝在偏航套筒上，盤式制動器內(nèi)設(shè)有液壓油缸，液壓油缸上設(shè)有剎車片I，偏航剎車盤與剎車片I相對應設(shè)有剎車片II，柱塞泵安裝在偏航鎖舵支架上，柱塞泵上設(shè)有制動液存儲箱，柱塞泵用高壓油管與盤式制動器的油缸連接，偏航鎖舵連接偏航鎖舵軸，偏航鎖舵軸外套裝軸套，偏航鎖舵軸上設(shè)有偏心盤，偏心盤上設(shè)有偏心軸，偏心軸通過球頭用連桿與柱塞泵活動連接；偏航鎖舵的軸套下方向前傾斜十度安裝。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種風力發(fā)電機組，其特征在于所述的柱塞泵內(nèi)有柱塞，用于產(chǎn)生高壓油驅(qū)動盤式制動器內(nèi)的液壓油缸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風力發(fā)電機組，其特征在于所述的停機裝置為，停機舵(26)通過停機舵桿(23)活動安裝在發(fā)電機下方，停機舵設(shè)為飛機的機翼形狀，鋼絲(19) 一端連接在停機舵桿(23)上，鋼絲(19)另一端繞過滑輪(48)連接在軸承座(5)上，軸承座(5 )內(nèi)的軸承內(nèi)套連接停機拉桿(34 ) 一端，停機拉桿(34 )另一端由滑塊穿過發(fā)電機空心軸的定位槽(33)連接在同步盤內(nèi)側(cè)，滑輪(48)下方裝有磁鐵(47)。
【文檔編號】F03D9/00GK104314764SQ201410547535
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】張成革, 張智蓬 申請人:張成革