[发明专利]一种随风变桨叶轮

说明书

本发明涉及一种风力发电机叶轮，叶片可以随风速大小自由变换桨距角。其特征在于变桨机构设置在转盘上，并在轴孔的两端装有轴承。此叶轮可以设计为三风叶、四风叶、五风叶、八叶片或更多叶片。本发明最大优点是低风启动、转矩大、转速快、结构合理、工艺简单。风洞试验数据表明，采用本叶轮的风力发电机比现有技术提高效率一倍多。它尤其适合低风速发电。

本发明涉及一种风力发电机叶轮。尤其是一种随风速大小自由变换桨距角的风机叶轮。

现有技术风机的叶轮叶片，有固定翼和非固定翼两种。固定翼叶片在工作中只做圆周运动，叶片的桨距角始终不变。此种方式的叶片低风时不利于启动，大风时叶片的阻力随之增大不利于提高转速。另一种非固定翼叶片桨距角可变，此种风叶只是在遇到强风时一次性变换风叶的桨距角，其目的是降低风机转速，防止超速损坏发电机组。

本发明的目的在于提供一种随风力大小适时调整桨距角获得最佳升阻比的叶轮叶片。并能遇到强风时自动减速刹车防止损坏发电机组。

本发明是这样实现的，本发明的叶轮可以设计为三叶片、四叶片、五叶片、八叶片或更多叶片。此叶轮由转盘、叶片、辐杆、刹车盘、电磁刹车片等组成。其特征在于变桨机构设置在转盘上。风叶的叶片和辐杆固接，辐杆的下端插入转盘上的轴孔中，轴孔的两端均装有轴承，轴孔的中部设置限位槽，辐杆的下端与限位槽对应位置装有限位销；在发电机与转盘之间设置刹车盘，电磁刹车片安装在发电机上。转盘、刹车盘均与发电机轴联接。

本发明是这样实现的，工作中叶片在风力作用下经辐杆带动转盘、刹车盘、电机轴做圆周运动。风叶随着风力大小变换桨距角，辐杆上的限位销受到转盘上限位槽的约束只能在0-50°范围变换角度。遇到强风时速度传感器发出信号，电磁刹车片得电吸在刹车片上，使叶轮减速或停车。也可以采用遥控器或手动开关控制电磁刹车片。

本发明改变了固定翼叶片的设计思想，采用随风变桨技术，对现有技术的叶轮叶片结构进行改进。在风叶上增设辐杆，把叶片部分外延增大了作功力矩。风机在获得较大转矩的同时还提高了风机的转速，并把变桨控制机构设置在转盘上。本发明最大优点是低风启动、转矩大、转速快、结构合理、工艺简单。风洞试验数据表明，采用本叶轮的风力发电机比现有技术提高效率一倍多。

本发明的优点和实施效果具体表现在以下几个方面：

1，低风速启功，本叶轮启动风速2m/S，现有技术启动风速4m/S；当风速8m/s时转速是现有技术的2.1倍，功率是现有技术的2.2倍。2，相同功率条件下，风机的叶轮叶片尺寸可缩短1/2--1/3。节约了成本、方便了运输和安装。

3，变桨机构设置在转盘上并在轴孔内加装轴承。使得结构紧凑、工艺简单变桨非常灵活。同时提高了设备的安全性、可靠性、延长了使用寿命。

4，配备了制动系统防止风机超速运转损坏发电机组。

5，占全国风能85％的低风速资源得到了充分利用。

附图说明：

图1是三叶片叶轮的总体示意图。

图2是叶片结构示意图

图3是轴孔限位槽示意图

图4是轴孔限位槽和限位销剖面图

图5是四叶片叶轮示意图

图6是五叶片叶轮示意图

图7是八叶片叶轮示意图

图8是制动系统安装示意图

具体实施方式：以下结合视图对本发明的实施进一步说明。

如图8所示：本发明由叶片1、辐杆2、转盘4、刹车盘9、电磁刹车片10、发电机组11、尾翼12组成。转盘4、刹车盘9、依次安装在电机轴8上，电磁刹车片10安装在发电机11前部。