專利名稱：風力發電機變槳矩裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種50kw風力發電機變槳矩裝置。
背景技術：
水平軸風力發電機，客觀上因空中風力經常發生變化，例如風或大或小變化，以及 陣風沖擊等等，極易造成轉速不穩，進而引起與之連接發電機轉速波動，嚴重影響發電質量 和要求，特別是發電電壓和頻率，因此需對槳葉迎風角隨風變化進行調整，通過改變槳葉迎 風角度，使槳葉轉速保持相對穩定，確保發電機在設計額定轉速范圍內工作。其次，為確保 風力發電裝置安全，當風速大于最大使用風速例如25M/S時(視設計有所不同)，也需要改 變槳葉迎風角使其順著風向，使槳葉不發生轉動，確保風力發電裝置安全，這對大功率發電 裝置是必須的。目前，市場上使用的50kw等小風機沒有變槳矩裝置，屬定槳矩裝置，它由槳葉尾 舵進行調節，風速超出使用范圍時由機械剎車強制輪轂停止旋轉完成停機，或由槳葉進行 矢速控制，這種裝置捕風效率低，遇到極端天氣(風速超出極限風速時)容易對槳葉及發電 機造成損壞，發電機的安全性降低；且槳葉結構復雜。而600kw以上大功率風力發電機的變槳距裝置，應用較多的是采用分立齒輪驅動 方式，各槳葉各有一套齒輪變槳距機構，每個齒輪變槳距機構都有一個大內齒輪(兼軸承) 內嚙合小齒輪，并由大速比行星齒輪減速器、電機驅動小齒輪，使嚙合大內齒輪轉動，帶動 槳葉作偏轉以改變迎風面積，各電機的同步，則是依靠電氣控制實現。這種由小齒輪驅動嚙 合大齒輪改變槳葉迎風角的形式，主要不足是一是體積龐大，重量大，不僅增加了造價，而 且增加了風力發電裝置重量，以及制造難度；二是由電器控制電機保持各槳葉偏轉角度相 同，客觀上相當困難，如果槳葉迎風角不一致，則會因各槳葉氣動力不同造成振動；三是調 角機構結構復雜，結構鏈長，零部件多，可靠性和同步性精度一致保持難度大，而且在高空 齒輪潤滑維護又非常困難，只要一個部件出現故障，就不能工作，故障發生概率大；四是各 槳葉安裝和起始角一致性調整相當復雜，增加了安裝調試難度。這種變槳距裝置不適合安 裝在300kw以下小功率風機上。還有的變槳距裝置，如中國專利CN1752439公開的液壓變 槳裝置，通過在主軸上套設滑套，及均布與槳葉數量一致的液壓缸，各液壓缸柱塞連接在滑 套上，槳葉內部設有壓力儲液罐，壓力儲液罐與液壓缸通過管路連接，實現根據風力自動調 節槳葉角度。其是一種變型離心調速，其調速裝置結構及運動部件多，重量大，會影響發電 效率，可靠性低；不能用于高速風時的安全停機保護；并且與槳葉數相同的油缸及各壓力 儲液罐中的彈簧，實際很難保證各槳葉偏轉角高度相同。
發明內容本實用新型的目的就是解決現有技術中存在的上述問題，提供一種結構簡單，零 部件少，制造容易，重量輕，調角一致性好，可靠性高，主要用在300kw以下小功率風力發電 機上的風力發電機變槳矩裝置。[0006]為完成上述目的，本實用新型的技術解決方案是一種風力發電機變槳矩裝置，其 包括槳葉、槳葉安裝座、槳葉安裝座中槳葉轉動支撐軸承和驅動槳葉角度偏轉機構；驅動槳 葉角度偏轉機構包括通過槳葉轉動支撐軸承與槳葉軸固定在一起的偏心盤、帶動偏心盤轉 動的連板、驅動各連板轉動的同步盤，由變槳電機帶動的驅動同步盤軸向伸縮的機構。上述所述的發電機軸為中空軸，驅動同步盤軸向伸縮的機構為絲桿和蝸輪副，變 槳電機和蝸輪副安裝在發電機的后面，絲桿穿越主軸的中心，蝸輪副的蝸桿安裝在變槳電 機輸出軸上，蝸輪副的蝸輪內孔有與絲桿外螺紋配合的內螺紋，絲桿安裝在蝸輪內孔中，絲 桿另一端可旋轉地安裝有同步盤，同步盤徑向有與槳葉數相同且排布相同的支臂，各支臂 上開有連接孔，連板的兩端都開有連孔，連板一端的連孔由銷軸和關節軸承與同步盤支臂 上的連接孔連接，另一端的連孔由關節軸承與偏心盤的軸連接，偏心盤的另一端固定在槳 葉轉動支撐軸承的內圈內側，槳葉固定在槳葉轉動支撐軸承的內圈外側。上述所述的偏心盤、槳葉轉動支撐軸承的內圈和槳葉也可通過高強螺栓固定在一 起。上述所述的絲桿和蝸輪內孔為T型螺紋配合。上述所述的驅動同步盤軸向伸縮的機構為絲桿和傘齒輪組，傘齒輪組的一個傘齒 輪固定在變槳電機的輸出軸上，另一個傘齒輪內開有螺紋內孔，絲桿安裝在傘齒輪螺紋內 孔中。本實用新型的風速儀的信號通過主控柜控制變槳電機的動作，使其正反轉或者停 機，變槳電機輸出的動力，通過驅動同步盤軸向伸縮的機構帶動同步盤進行直線往復運動， 同步盤同時帶動三個偏心盤進行0-90°圓周運動，偏心盤帶動槳葉進行0-90°圓周運動。 因為一個同步盤帶三個偏心盤，以此來保證三槳葉在0-90°之間同步旋轉，以達到風機的 變槳矩，提高發電效率，其調角一致性好，可靠性高。當遇極限風速時，槳葉迎風角在0°并 槳，以實施安全保護。本實用新型結構簡單，零部件少，制作容易，而且重量大大降低，故障 概率極低，大大提高了裝置的可靠性。由于傳動環節少，響應時間快，使得調角反應靈敏， 明顯縮短響應時間，可以快速適應風力復雜變化，有利于發電機處于最佳工作狀態。連桿采 用關節軸承與同步盤和偏心盤連接，使得槳葉安裝調整變得簡單。本實用新型更適合用在 300kw以下小功率風機上，小功率風機因安裝本實用新型，槳葉不再靠自身尾舵、機械剎車 和矢速控制來根據風速進行調整，槳葉結構變得簡單，使用普通槳葉即可，成本變低。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的描述


圖1為本實用新型安裝在風力發電機中的結構示意圖；圖2為本實用新型中同步盤和偏心盤的連接結構主視圖；圖3為本實用新型中同步盤和偏心盤的連接結構右視圖。
具體實施方式
如
圖1、圖2和圖3所示，本實施例包括變槳電機1、蝸輪副、絲桿4、同步盤5和偏 心盤7。變槳電機1和蝸輪副安裝在發電機10的后面，發電機10的主軸11為中空軸，絲桿 4穿越主軸11的中心。蝸輪副的蝸桿2安裝在變槳電機1輸出軸上，蝸輪副的蝸輪3內孔有與絲桿4的T型外螺紋配合的T型內螺紋，絲桿4安裝在蝸輪3內孔中，同步盤5通過圓 錐滾子推力軸承12安裝在絲桿4的另一端，同步盤5徑向有與槳葉數相同且排布相同的支 臂13，各支臂13上開有連接孔，連板6的兩端都開有連孔，連板6 —端的連孔由銷軸和關 節軸承與同步盤支臂13上的連接孔連接，另一端的連孔由關節軸承與偏心盤7的軸連接， 偏心盤7的另一端連接槳葉轉動支撐軸承8的內圈內側，槳葉9固定在槳葉轉動支撐軸承 8的內圈外側。 當然，本實用新型還有其它多種實例，在不違背本實用新型精神和實質的情況下， 熟悉本領域的技術人員可根據本實用新型作出相應的改變和變形，但這些相應的改變和變 形都應屬于等同技術的改進，屬于本實用新型權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種風力發電機變槳矩裝置，其包括槳葉、槳葉安裝座、槳葉安裝座中槳葉轉動支撐 軸承，其特征在于其還包括驅動槳葉角度偏轉機構；驅動槳葉角度偏轉機構包括通過槳 葉轉動支撐軸承與槳葉軸固定在一起的偏心盤、帶動偏心盤轉動的連板、驅動各連板轉動 的同步盤，由變槳電機帶動的驅動同步盤軸向伸縮的機構。
2.根據權利要求1所述的風力發電機變槳矩裝置，其特征是所述的發電機軸為中空 軸，驅動同步盤軸向伸縮的機構為絲桿和蝸輪副，變槳電機和蝸輪副安裝在發電機的后面， 絲桿穿越主軸的中心，蝸輪副的蝸桿安裝在變槳電機輸出軸上，蝸輪副的蝸輪內孔有與絲 桿外螺紋配合的內螺紋，絲桿安裝在蝸輪內孔中，絲桿另一端可旋轉地安裝有同步盤，同步 盤徑向有與槳葉數相同且排布相同的支臂，各支臂上開有連接孔，連板的兩端都開有連孔， 連板一端的連孔由銷軸和關節軸承與同步盤支臂上的連接孔連接，另一端的連孔由關節軸 承與偏心盤的軸連接，偏心盤的另一端固定在槳葉轉動支撐軸承的內圈內側，槳葉固定在 槳葉轉動支撐軸承的內圈外側。
3.根據權利要求2所述的風力發電機變槳矩裝置，其特征是所述的偏心盤、槳葉轉動 支撐軸承的內圈和槳葉通過高強螺栓固定在一起。
4.根據權利要求2或者3所述的風力發電機變槳矩裝置，其特征是所述的絲桿和蝸 輪內孔為T形螺紋配合。
5.根據權利要求1所述的風力發電機變槳矩裝置，其特征是所述的驅動同步盤軸向 伸縮的機構為絲桿和傘齒輪組，傘齒輪組的一個傘齒輪固定在變槳電機的輸出軸上，另一 個傘齒輪內開有螺紋內孔，絲桿安裝在傘齒輪螺紋內孔中。
專利摘要本實用新型公開了一種風力發電機變槳矩裝置，其包括槳葉、槳葉安裝座、槳葉安裝座中槳葉轉動支撐軸承和驅動槳葉角度偏轉機構；驅動槳葉角度偏轉機構包括通過槳葉轉動支撐軸承與槳葉軸固定在一起的偏心盤、帶動偏心盤轉動的連桿、驅動各連桿轉動的同步盤，由變槳電機帶動的驅動同步盤軸向伸縮的機構。本實用新型結構簡單，零部件少，制造容易，重量輕，調角一致性好，調角反應靈敏，明顯縮短響應時間，可以快速適應風力復雜變化，可靠性高，更適合用在300KW以下小功率風力發電機上。
文檔編號F03D7/00GK201902287SQ20102023126
公開日2011年7月20日 申請日期2010年6月22日 優先權日2010年6月22日
發明者于云飛, 李棟梁 申請人:保定市富風新能源設備有限責任公司