專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的柔性調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片上的調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)能利用系數(shù)是評價(jià)一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的重要指標(biāo)。風(fēng)能利用系數(shù)又與 風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。對于特定的風(fēng)場，其年平均風(fēng)速常常作為風(fēng) 力發(fā)電機(jī)翼片的設(shè)計(jì)風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速超過設(shè)計(jì)風(fēng)速時(shí)，作用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片上 負(fù)荷就會(huì)超過其設(shè)計(jì)負(fù)荷，此時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪處于過載狀態(tài)，風(fēng)輪將超速 運(yùn)行，風(fēng)輪上的翼片將承受更大的離心力作用以至于破壞。為了避免這種情況 的發(fā)生，風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中常采用速度調(diào)節(jié)器來限制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速以保護(hù)其上的翼 片不受破壞，當(dāng)風(fēng)速過高時(shí)調(diào)速裝置就能夠限制功率并減小作用在風(fēng)輪翼片上 的外力。'
現(xiàn)有的調(diào)速裝置大致分為兩大類， 一種是固定翼片風(fēng)力機(jī)調(diào)速器，該調(diào)速
裝置大都應(yīng)用在中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上；另一種是可變漿距風(fēng)力機(jī)調(diào)速器，該調(diào) 速器一般結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，常用在中型和大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)中。在中小型風(fēng) 力發(fā)電機(jī)上，主要采用固定尾舵和空氣動(dòng)力制動(dòng)器，在采用固定尾舵和空氣動(dòng) 力制動(dòng)器風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)中，空氣動(dòng)力制動(dòng)葉輪大多數(shù)情況是直接將風(fēng)輪頂部制 動(dòng)翼片旋轉(zhuǎn)90度，直接產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻力扭矩，從而快速降低葉輪旋轉(zhuǎn)速度，風(fēng) 輪處于較低轉(zhuǎn)速，輸出功率很低或停止輸出； 一般情況此部分占整個(gè)翼片迎風(fēng) 面積1/10，此時(shí)風(fēng)能不能很好加以利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的調(diào)速裝置存在當(dāng)風(fēng)速達(dá)到 和超過其額定設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，調(diào)速裝置直接將風(fēng)輪頂部制動(dòng)翼片旋轉(zhuǎn)90度，直 接產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻力扭矩，從而快速降低葉輪旋轉(zhuǎn)速度，風(fēng)輪處于較低轉(zhuǎn)速，輸出 功率很低或停止輸出以致使風(fēng)能不能很好加以利用的問題，進(jìn)而提供了一種風(fēng) 力發(fā)電機(jī)翼片的柔性調(diào)速裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的柔性調(diào)速裝置包括柔性調(diào)速主體、固定軸、壓緊彈簧、軸套、第一彈簧固定套、第二彈簧固定套，所述固定 軸的一端插入柔性調(diào)速主體的內(nèi)腔中，固定軸的另一端固接在風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片 上，所述軸套、第一彈簧固定套、第二彈簧固定套由上至下依次套裝在固定軸 上并且三者均與固定軸間隙配合，壓緊彈簧套裝在固定軸上并位于第一彈簧固 定套和第二彈簧固定套之間，所述軸套、第一彈簧固定套、第二彈簧固定套分 別與柔性調(diào)速主體的側(cè)壁固接，柔性調(diào)速主體與固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的柔性調(diào)速裝置使用大大提高了風(fēng)力發(fā) 電機(jī)的高速高品質(zhì)的風(fēng)能利用率，當(dāng)風(fēng)輪在風(fēng)速達(dá)到和超過其額定設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 時(shí)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速仍可維持在較高水平，且不至于使風(fēng)輪飛車和破壞，此時(shí)整個(gè)風(fēng) 電裝置仍然可以輸出較高電功率，從而充分利用這部分優(yōu)質(zhì)風(fēng)能，使風(fēng)能利用 率大大提高，風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作范圍更寬、輸出電功率更多。采用壓緊彈簧和螺 紋連接的設(shè)計(jì)方法，一方面可以通過調(diào)整彈簧彈性系數(shù)來確定風(fēng)輪設(shè)計(jì)滿足極
限轉(zhuǎn)速設(shè)定范圍，即確定可利用風(fēng)速范圍；另一方面，通過彈簧壓緊力和頂部
翼片所受離心力之間相互平衡關(guān)系，實(shí)現(xiàn)柔性或平穩(wěn)控制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速變化，在允 許極限風(fēng)速，(停機(jī)保護(hù)風(fēng)速)內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)仍能連續(xù)穩(wěn)定輸出電功率。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明相對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片旋轉(zhuǎn) 90度的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖1的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的柔 性調(diào)速裝置由柔性調(diào)速主體2、固定軸3、壓緊彈簧6、軸套4、第一彈簧固定 套5、第二彈簧固定套8組成，所述固定軸3的一端插入柔性調(diào)速主體2的內(nèi) 腔中，固定軸3的另一端固接在風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片11上，所述軸套4、第一彈 簧固定套5、，第二彈簧固定套8由上至下依次套裝在固定軸3上并且三者均與 固定軸3間隙配合，壓緊彈簧6套裝在固定軸3上并位于第一彈簧固定套5 和第二彈簧固定套8之間，所述軸套4、第一彈簧固定套5、第二彈簧固定套 8分別與固定軸3的側(cè)壁固接，柔性調(diào)速主體2與固定軸3轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
具體實(shí)施方式
二如圖3所示，本實(shí)施方式所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片11與柔 性調(diào)速主體2之間的夾角a為0 90。 。 0°和90°分別是調(diào)速的極限位置，
4在調(diào)速時(shí)，夾角a從0。逐漸變?yōu)?0。，從而實(shí)現(xiàn)柔性調(diào)速。其它組成和連接
關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三如圖1所示，本實(shí)施方式還包括端蓋1，所述端蓋1蓋 在軸套4上端的柔性調(diào)速主體2上。如此設(shè)計(jì)，減小阻力。其它組成和連接關(guān)
系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式還包括防塵保護(hù)套10， 所述防塵保t戶套10設(shè)置在柔性調(diào)速主體2與風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片11之間并與柔性 調(diào)速主體2固接。柔性調(diào)速裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片U與柔性調(diào)速主體 2之間會(huì)形成一定間隙，為防止螺旋槽暴露于外界環(huán)境中，設(shè)計(jì)一防塵保護(hù)套， 此保護(hù)套起到防止塵沙、雪和雨水等對螺旋槽的侵蝕，使調(diào)速機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。 其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五如圖1所示，本實(shí)施方式所述柔性調(diào)速主體2的根部9 與固定軸3采用螺紋連接。如此設(shè)計(jì)，連接強(qiáng)度好且可自鎖。其它組成和連接 關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
工作原理本發(fā)明是安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片末端的一套柔性調(diào)速裝置，通 過其上的柔社調(diào)速主體2的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片轉(zhuǎn)速的控制。當(dāng)風(fēng)速 超過設(shè)計(jì)額定風(fēng)速時(shí)，柔性調(diào)速裝置開始工作，柔性調(diào)速主體2在離心力Fl 的作用下，克服壓緊彈簧6的壓緊力F2，柔性調(diào)速主體2向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)沿 固定軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，直至離心力F1與壓緊力F2平衡。當(dāng)風(fēng)速下降到設(shè)計(jì)額定時(shí)， 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降低，在彈簧壓緊力作用下，柔性調(diào)速主體2恢復(fù)到原始設(shè)計(jì)位置。 在正常工作狀態(tài)下，此時(shí)風(fēng)速低于其設(shè)計(jì)規(guī)定的額定轉(zhuǎn)速，柔性調(diào)速裝置中壓 緊彈簧6壓緊力大于柔性調(diào)速主體2由于旋轉(zhuǎn)所受到的離心力Fl，因此柔性 調(diào)速主體2始終處于原始設(shè)計(jì)位置(即風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片11與柔性調(diào)速主體2 之間的夾角a為O。)。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到或超過其額定設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，柔性調(diào)速主體2 所受到的離:O力Fl大于彈簧壓緊力F2，本發(fā)明開始工作，壓緊彈簧6被壓縮， 柔性調(diào)速主體2沿固定軸3的螺旋槽發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片11產(chǎn)生阻 力矩增加，葉輪旋轉(zhuǎn)速度下降，壓緊彈簧6壓緊力F2大于柔性調(diào)速主體2所 受到的離心力F1，柔性調(diào)速主體2轉(zhuǎn)角ci會(huì)部分回調(diào)，直至離心力F1與彈簧壓緊力F2達(dá)到平衡，在此風(fēng)速下葉輪工作達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)風(fēng)能被充 分利用，整個(gè)風(fēng)電裝置輸出電功率略高于其設(shè)計(jì)額定輸出的電功率。風(fēng)電裝置 處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)。當(dāng)風(fēng)速進(jìn)一步增加，直至達(dá)到設(shè)計(jì)允許的最高極限轉(zhuǎn)速 時(shí)，在柔性調(diào)速主體2所受到的離心力F1作用下，彈簧被壓縮到一定行程時(shí) (極限行程)，此時(shí)柔性調(diào)速主體2的轉(zhuǎn)角(沿固定軸3)已經(jīng)與其原始位置 成90度角(極限值)，柔性調(diào)速主體2形成的阻力限制葉輪轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高。 此時(shí)為防止風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片破壞，機(jī)械剎車裝置應(yīng)緊急啟動(dòng)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的 風(fēng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1、一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的柔性調(diào)速裝置，其特征在于它包括柔性調(diào)速主體(2)、固定軸(3)、壓緊彈簧(6)、軸套(4)、第一彈簧固定套(5)、第二彈簧固定套(8)，所述固定軸(3)的一端插入柔性調(diào)速主體(2)的內(nèi)腔中，固定軸(3)的另一端固接在風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片(11)上，所述軸套(4)、第一彈簧固定套(5)、第二彈簧固定套(8)由上至下依次套裝在固定軸(3)上并且三者均與固定軸(3)間隙配合，壓緊彈簧(6)套裝在固定軸(3)上并位于第一彈簧固定套(5)和第二彈簧固定套(8)之間，所述軸套(4)、第一彈簧固定套(5)、第二彈簧固定套(8)分別與柔性調(diào)速主體(2)的側(cè)壁固接，柔性調(diào)速主體(2)與固定軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的柔性調(diào)速裝置，其特征在于 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片(11)與柔性調(diào)速主體(2)之間的夾角a為0 90。。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的柔性調(diào)速裝置，其特征在于 它還包括端蓋(1)，所述端蓋(1)蓋在軸套(4)上端的柔性調(diào)速主體(2)上。 ，
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的柔性調(diào)速裝置，其特征在于 它還包括防塵保護(hù)套(10)，所述防塵保護(hù)套(10)設(shè)置在柔性調(diào)速主體(2) 與風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片(11)之間并與柔性調(diào)速主體(2)固接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的柔性調(diào)速裝置，其特征在于 所述柔性調(diào)速主體(2)的根部(9)與固定軸(3)采用螺紋連接。
全文摘要
風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的柔性調(diào)速裝置，它涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片上的調(diào)速裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的調(diào)速裝置存在當(dāng)風(fēng)速達(dá)到和超過其額定設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出功率很低或停止輸出以致使風(fēng)能不能很好加以利用的問題。壓緊彈簧(6)套裝在固定軸(3)上并位于第一彈簧固定套(5)和第二彈簧固定套(8)之間，所述軸套(4)、第一彈簧固定套(5)、第二彈簧固定套(8)分別與柔性調(diào)速主體(2)的側(cè)壁固接，柔性調(diào)速主體(2)與固定軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本發(fā)明可大大提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的高速高品質(zhì)風(fēng)能利用率，當(dāng)風(fēng)輪在風(fēng)速達(dá)到和超過其額定設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速仍可維持在較高水平，此時(shí)整個(gè)風(fēng)電裝置仍然可以輸出較高電功率。
文檔編號F03D7/04GK101440779SQ20071014464
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者瑩 陳 申請人:瑩 陳