[发明专利]一种风力发电机组主动功率控制调节装置

说明书

本发明提供一种风力发电机组主动功率控制调节装置，包括风力发电机本体、中空主轴，中空主轴前端固定安装有大轮毂，大轮毂周向安装有多个叶片支架，叶片支架和大轮毂之间铰接连接从而可实现叶片支架的折叠，叶片支架上固定安装有叶片；推拉杆穿过中空主轴，推拉杆后端设置有轴承支撑组件，轴承支撑组件连接有电动推拉机构，推拉杆前端固定安装有小轮毂，小轮毂周向设有若干与叶片相对应的撑杆，撑杆一端与小轮毂铰接连接，撑杆另一端与对应的叶片支架之间铰接连接。本装置能够使叶片做伞形收放动作，在风速大于额定风速的工况下，可以通过收缩风力机叶轮减小叶片扫掠面积，达到降低噪声、防止功率超发、实现保护刹车等重要功能。

技术领域

本发明主要涉及风力发电机相关技术领域，具体是一种风力发电机组主动功率控制调节装置。

背景技术

中小型风力机功率控制的机械结构，按其工作原理归纳起来主要有三大类:减少风轮扫掠面积、改变桨叶节距角、利用叶片空气动力学特性达到失速从而控制输出功率。

(1)减少风轮扫掠面积，扫掠面积指的是风轮垂直于来流风速时的叶片扫风面积。在相同风速下，减少风轮扫掠面积可以使风力机吸收风能的能力降低，从而降低转速。以下方法均可实现达到减小风轮扫掠面积的目的：

第一种是风轮上仰，即利用风轮的轴线与机舱轴线的偏心距，使机舱产生一个使其绕转轴向右上方转动的力矩，风速大于额定风速后，风轮对机舱回转轴所形成的轴向力拒大于尾舵扭簧和和机舱回转轴承的摩擦力矩，机舱便开始向一侧转动，风轮偏离于来流风速方向，从而达到减少风轮扫掠面积的目的。

第二种方式是变偏心距式，这种风力机的机械机构特点为：它的发电机和驱动器机壳之间设有侧偏机构，其中第一偏心件与驱动器机壳固定连接，第二偏心件和发电机固定连接，第一偏心件与第二偏心件之间通过形状相匹配的两条横向导轨滑动连接，驱动器机壳内部的驱动电机通过传动机构与第二偏心件连接，用于带动第二偏心件沿两导轨方向往复移动，当第一偏心件与第二偏心件产生偏心运动时，即偏心距大于零，空气对风轮产生的气动力使风轮绕回转中心向侧面偏转，减少了迎风面积，降低风力机转速，从而实现风力机功率控制的目的。

第三种方式是折叠叶片式，与偏转风轮而减少迎风面积的方法不同，折叠叶片式风力机是将超轻的变形风轮做分段处理，在风速大于风力机额定风速时，叶片能够顺风弯曲，从而减少迎风面积，达到保护风机的作用。

(2)改变桨叶节距角。变桨距就是当叶片绕安装轴旋转时，改变叶片的桨距角，从而改变风力机的气动特性，当风速变化时，变桨系统改变风机桨叶节距角，从而控制发电功率，在大型风力机上需要专门的主动变桨距控制系统来调节其桨叶节距角。

(3)利用叶片的空气动力学特性。这种方法主要是在大风速情况下，通过增加空气在风轮圆周切线风向对叶片的阻力，来抵消叶片升力的增加，从而保证风轮转速的稳定，实现方式主要是采用阻尼板和阻尼翼，利用阻尼板增大叶片与气流的阻力从而限制转速又可以称为失速控制。

上述功率控制结构，虽然能够一定程度上进行风力发电机的功率调节，但是针对于中小型水平轴风力发电机组，都难以在高风速区对中小型风力发电机组实时有效且迅捷的主动功率控制以达到稳定输出功率和保护风力发电机的目的。

发明内容

为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种风力发电机组主动功率控制调节装置，本装置能够使叶片做伞形收放动作，在风速大于额定风速的工况下，可以通过收缩风力机叶轮减小叶片扫掠面积，达到降低噪声、防止功率超发、实现保护刹车等重要功能。

本发明的技术方案如下：

一种风力发电机组主动功率控制调节装置，包括

风力发电机本体，所述风力发电机本体具有中空主轴，所述中空主轴前端固定安装有大轮毂，所述大轮毂周向安装有多个叶片支架，叶片支架和大轮毂之间铰接连接从而可实现叶片支架的折叠，叶片支架上固定安装有叶片；