[发明专利]风力发电机翼片的柔性调速装置

说明书

本发明提供了一种用于风力发电机翼片上的柔性调速装置。本发明解决了现有的中小型风力发电机上的调速装置存在当风速达到和超过其额定设计转速时，输出功率很低或停止输出以致使风能不能很好加以利用的问题。压紧弹簧(6)套装在固定轴(3)上并位于第一弹簧固定套(5)和第二弹簧固定套(8)之间，所述轴套(4)、第一弹簧固定套(5)、第二弹簧固定套(8)分别与柔性调速主体(2)的侧壁固接，柔性调速主体(2)与固定轴(3)转动连接。本发明大大提高了风力发电机的高速高品质风能利用率，当风轮在风速达到和超过其额定设计转速时，风轮转速仍可维持在较高水平，此时整个风电装置仍然可以输出较高电功率。

技术领域

本发明属于一种用于风力发电机翼片上的调速装置。

背景技术

风能利用系数是评价一台风力发电机性能的重要指标。风能利用系数又与风力发电机翼片的设计密切相关。对于特定的风场，其年平均风速常常作为风力发电机翼片的设计风速，当风速超过设计风速时，作用在风力发电机翼片上负荷就会超过其设计负荷，此时风力发电机的风轮处于过载状态，风轮将超速运行，风轮上的翼片将承受更大的离心力作用以至于破坏。为了避免这种情况的发生，风力发电机设计中常采用速度调节器来限制风轮转速以保护其上的翼片不受破坏，当风速过高时调速装置就能够限制功率并减小作用在风轮翼片上的外力。

现有的调速装置大致分为两大类，一种是固定翼片风力机调速器，该调速装置大都应用在中小型风力发电机上；另一种是可变浆距风力机调速器，该调速器一般结构比较复杂，常用在中型和大型风力发电机的设计中。在中小型风力发电机上，主要采用固定尾舵和空气动力制动器，在采用固定尾舵和空气动力制动器风机叶轮设计中，空气动力制动叶轮大多数情况是直接将风轮顶部制动翼片旋转90度，直接产生旋转阻力扭矩，从而快速降低叶轮旋转速度，风轮处于较低转速，输出功率很低或停止输出；一般情况此部分占整个翼片迎风面积1/10，此时风能不能很好加以利用。

发明内容

本发明为了解决现有的中小型风力发电机上的调速装置存在当风速达到和超过其额定设计转速时，调速装置直接将风轮顶部制动翼片旋转90度，直接产生旋转阻力扭矩，从而快速降低叶轮旋转速度，风轮处于较低转速，输出功率很低或停止输出以致使风能不能很好加以利用的问题，进而提供了一种风力发电机翼片的柔性调速装置。

本发明的技术方案是：风力发电机翼片的柔性调速装置包括柔性调速主体、固定轴、压紧弹簧、轴套、第一弹簧固定套、第二弹簧固定套，所述固定轴的一端插入柔性调速主体的内腔中，固定轴地另一端固接在风力发电机翼片上，所述轴套、第一弹簧固定套、第二弹簧固定套由上至下依次套装在固定轴上并且三者均与固定轴间隙配合，压紧弹簧套装在固定轴上并位于第一弹簧固定套和第二弹簧固定套之间，所述轴套、第一弹簧固定套、第二弹簧固定套分别与柔性调速主体的侧壁固接，柔性调速主体与固定轴转动连接。

本发明具有以下有益效果：本发明的柔性调速装置使用大大提高了风力发电机的高速高品质的风能利用率，当风轮在风速达到和超过其额定设计转速时，风轮转速仍可维持在较高水平，且不至于使风轮飞车和破坏，此时整个风电装置仍然可以输出较高电功率，从而充分利用这部分优质风能，使风能利用率大大提高，风力发电机工作范围更宽、输出电功率更多。采用压紧弹簧和螺纹连接的设计方法，一方面可以通过调整弹簧弹性系数来确定风轮设计满足极限转速设定范围，即确定可利用风速范围；另一方面，通过弹簧压紧力和顶部翼片所受离心力之间相互平衡关系，实现柔性或平稳控制风轮转速变化，在允许极限风速(停机保护风速)内，风力发电机仍能连续稳定输出电功率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明相对于风力发电机翼片旋转90度的结构示意图；

图3是图1的俯视图。

具体实施方式