[实用新型]一种风力发电机的变桨距调速装置

说明书

本实用新型属于风力发动机的控制调节。

目前，利用自然界风力进行发电是项倍受重视的课题。为了保障供电质量和机组运转工作的稳定安全性，必须对风能的随意性作额定区域调节限定。为此，现有技术中的调速机构有很多种，其中一种是利用离心力迫使桨叶绕叶柄转过一个角度，以改变桨叶的冲角而变更桨叶阻力与升力的称之谓变桨距调速法。例如在“风力机专用的双羽型桨叶”(ZL97226111.7)技术中所使用的自调平衡配重部件，是种柱形弹簧与道轨套筒配套结构，当风速高桨叶离心力大时，以弹簧产生弹力变形进行调速。该种结构在使用双桨叶工作，特别是使用双羽型桨叶时，随风力变化的应变能力特性差，难以很快接受风能(或风轮功率)与风速之立方成正比的变化要求，实用中不够理想。

本实用新型的目的是提供一种风力发电机的变桨距调速装置，用和桨叶连结的调速轴及相关构件牵动锥形调速弹簧，以不同的弹簧变形力吸取额外随意风能、作相应的变桨距进行机组的稳定调速。

本实用新型的目的是这样实现的：一种风力发电机的变桨距调速装置，包括有桨叶20，输出功率的主轴11，其特点是变桨距调速构件有转盘1、连结固定其上的有中心部弹簧座2、锥台形弹簧3及其上顶平盘4、后轴承座5、调速轴6、杠杆7、前轴承座8、限位块9、调力件10、主轴11及其输出转动链上装棘轮棘爪21。锥台形弹簧3安装在弹簧座2之中；一端以前后缘之比为3比2固定连结在桨叶20的调速轴6，另端动配合安装在前轴承座8和后轴承座5内；在两轴承座之间的调速轴6径向安装着杠杆7，用顶丝15固定。呈弯角形的杠杆7下端，以与水平成α角度抵放在限位块9槽中，上端通过方向接头12、调力件10拉杆固定在弹簧3的上顶平盘4上。前轴承座8是由座体、轴承套13、端盖14构成，后轴承座5是由和弹簧座2、转盘1相连的本体、后盖17、前盖18、内装轴套16构成。其中轴承套13和轴套16还可以用滚子轴承代替。在本体、座体和调速轴6配合的外端面上，同位向开有一定角度α+d的环形槽，并在相对应位置的调速轴6上，安装着随轴在槽内可转α角度的销子19(销子直径为d)。在输出功率主轴11的传动链上装有棘轮棘爪21，是防止运行反转的措施。由杠杆7与限位块9的作用；固定于调速轴6上的销子19在本体、座体上的槽内转动α限位，以及单向棘轮棘爪21机构，设制了三层保险保护机组正向施转运行，也可以任选其中两种匹配使用。

风力发电机的变桨距调速是这样工作的：由于调速轴6距转盘1中心、主轴11回转中心有一偏心距(为环形弹簧座2的半径)，所以桨叶20在风力推动下使转盘1扭转(产生力矩)，由主轴11输出功率。当风速增大超出一定值时，桨叶20欲带着风轮加速，但鉴于桨叶20的构造特点，使其与调速轴6、杠杆7、接头12共同向水平方向偏转，同时由调力件10拉着平盘4下压锥台形弹簧3，使其底部直径大刚度小的部份先变形，并遂渐随力加大上传作弹力变形，其变化特性近似二次抛物线变化曲线，由此与风速功率曲线相近似。能基本上是随风变化而进行弹力变化。在桨叶20拖着调速轴6等偏转施力于弹性变形同时亦改变了自身的迎角、桨距下调变低距。在风速低于限速值时，弹簧变形力复使偏转消失，桨距恢复正常下工作值。从而实现变桨距调速，使其运转稳定工作可靠。调速轴6是固定在桨叶20的前、后缘之此为3比2处位置上，由调速轴6上的销子19与轴承座体、座体上的槽配合，使调速轴6在α角度域内转动；限位块9也使杠杆7不能顺时针转动，构件给桨叶变距范围加了双保险。

本实用新型与现有技术相比较的优点是：从装置的构件上看，采用零部件少，结构简单，制造容易。桨叶随风能增大而减小桨距是自动变桨距，将风力能量超额值转换成锥台形弹簧的变形力，是因桨叶从启动迎角到超能风力额定迎角有一定的过程变化曲线，锥台形弹簧下底直径大刚度小为变形起点，而后逐圈向上刚度大处变形曲线近似二次抛物线与风速功率曲线相近，相当于弹簧是在依据风力大小调节改变桨距，改变桨叶迎角。并且由机械构件限定该变化极限。其灵敏度高，工作转速稳定可靠。微风下可以工作，不受风力贫乏地区限制，在机组输出功率的主轴上装有棘轮、棘爪单向传动链，为防止反转作最后一线保护。本装置适用于各种功率的风力机上。强风力不超转，增大了自然风力可利用的范围。

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

图1是本实用新型的整体结构俯视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是图1的K向视图。

图5是图4的C-C剖视图。

图6是图5的D-D剖视图。