[发明专利]一种调幅式风力发电机

说明书

本发明具体为一种调幅式风力发电机，解决了现有风力发电机的叶片由于结构设计不合理导致小风及微风无法正常发电的问题。叶轮轮毂内设置有动力机构，叶轮轮毂外圆周面上均布设置有若干叶片，叶片是由从里至外依次设置的固定叶片本体、若干活动叶片本体及叶尖组成，固定叶片本体与叶轮轮毂固定，活动叶片本体相互套接，且套接在固定叶片本体上，最外侧的活动叶片本体与叶尖连接，叶片内设置有伸缩机构。本发明结构设计合理可靠，通过设置调幅机构调整了叶片接受风力的面积与扫风面积的比例，使得叶片宽度的加大成为可能，保证了小风及微风条件下，风力发电机的正常发电，同时使得风力发电机在大风情况下的安全性能得到大幅提升。

技术领域

本发明涉及新型清洁能源领域，尤其涉及风力发电技术，具体为一种调幅式风力发电机。

背景技术

随着我国风电产业的日益发展和壮大，以欧美海洋性气候发展起来的高风速风电机的性能越来越遭到质疑。有人把现有叶片称为“牙签式叶片”，“一根杆子三根针”不能高效获得风能。微风发电性能低已成人们的共识，已有厂家采取加长叶片的方法提高微风发电性能，也就是降低风电机的设计风速，这对提高微风发电性能有一些效果，但不会很明显。因为现有叶片是以空气动力性能为基础设计的，低风速情况下空气动力性能肯定很弱，无法来提高风能的输出，加长叶片同时也带来一些负面效果，会增加高风速状态下叶片的风载，会增加风电机的故障率。提高微风发电性能的主要出路在于改变叶片结构，提高结构动力性能，必须对叶片结构进行技术创新。

现有风力发电机的叶片都是固定形状，固定长度，只能是通过变桨调整发电机功率。由于叶片在风场中接受风力时的面积小，有的科技人员设想出了加长风叶，扫风面积是增加了但风叶的接受风力面积增加很少，小风或微风情况下与原来的风力发电机没有什么区别；有的科技人员设想出了叶尖可伸缩的风电机叶片，其本质都是在窄风叶片上做文章，扫风面积是增加了但风叶的接受风力面积增加很少。小风或微风情况下风力发电机不能正常工作。

发明内容

本发明为了解决现有风力发电机的叶片由于结构设计不合理导致小风及微风无法正常发电的问题，提供了一种调幅式风力发电机。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种调幅式风力发电机，包括叶轮轮毂，叶轮轮毂内设置有动力机构，叶轮轮毂外圆周面上均布设置有若干叶片，叶片是由从里至外依次设置的固定叶片本体、若干活动叶片本体及叶尖组成，固定叶片本体与叶轮轮毂固定，活动叶片本体相互套接，且套接在固定叶片本体上，最外侧的活动叶片本体与叶尖连接，叶片内设置有伸缩机构。

进行调幅作业时，通过动力机构驱动伸缩机构进行伸缩，进而实现活动叶片本体沿叶轮轮毂的径向移动，使叶片的半径增大或缩小，这时候它的扫风面积就变大或变小，同时接受风力的面积也变大或变小，进而使风力发电机的功率得到很好的调整，克服了现有风力发电机的叶片由于结构设计不合理导致小微风无法正常发电的问题。

动力机构包括电机，电机的输出轴与叶轮轮毂连接，且电机的输出轴上连接有主动齿轮，主动齿轮外侧设置有与其啮合且与叶片一一对应的从动齿轮，每个从动齿轮周围均设置有蜗轮蜗杆减速机，且蜗轮蜗杆减速机的蜗杆与从动齿轮的中心连接，蜗轮蜗杆减速机的蜗轮与伸缩机构连接。

作业时，启动电机，电机的输出轴带动叶轮轮毂及叶片转动，与此同时，带动主动齿轮旋转，进而带动从动齿轮、蜗轮蜗杆减速机的蜗杆、蜗轮转动，驱动伸缩机构带动叶片进行径向移动，结构更加合理可靠。

伸缩机构包括设置在固定叶片本体外壁内侧和每个活动叶片本体外壁内侧的齿轮箱，除最外端齿轮箱内，每个齿轮箱内均设置有第一传动齿轮和第二传动齿轮，第一传动齿轮和第二传动齿轮之间设置有与两者啮合的调幅齿轮，调幅齿轮内均设置有与其螺纹连接且外端与相邻外侧活动叶片本体外壁内侧固定的调幅丝杠，固定叶片本体内的第一传动齿轮上设置有与其花键连接且与蜗轮蜗杆减速机的蜗轮连接的驱动轴，活动叶片本体内的第一传动齿轮上设置有与其花键连接且内侧与相邻内侧齿轮箱内的第二传动齿轮连接的传动轴，最外端齿轮箱内设置有第一传动齿轮和与其啮合的调幅齿轮。