一種新型風(fēng)力機(jī)聯(lián)動(dòng)變槳系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型風(fēng)力機(jī)聯(lián)動(dòng)變槳系統(tǒng)，為一種被動(dòng)加主動(dòng)變漿風(fēng)力發(fā)電機(jī)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能是可再生的綠色環(huán)保能源，如何有效的利用風(fēng)能，是人類面臨的一大課題。我國(guó)是世界人口大國(guó)，對(duì)能源的依賴也是非常的大。風(fēng)能是我國(guó)及世界各國(guó)目前及將來發(fā)展的主要新能源之一。由于地域的差異，自然界的風(fēng)速、風(fēng)向存在很大差異；如何使風(fēng)機(jī)在不同風(fēng)速、風(fēng)向的影響下仍然能高效作業(yè)，是風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)人員需要解決的重要課題。風(fēng)機(jī)主要部件有:導(dǎo)流罩、機(jī)倉、風(fēng)速儀系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。
[0003]目前許多大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般采用電動(dòng)主動(dòng)變漿距控制技術(shù)，通過實(shí)時(shí)調(diào)整葉片的漿距角以改變?nèi)~片攻角獲得最佳功率及控制順槳來停機(jī)保護(hù)機(jī)組。此種結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，維護(hù)保養(yǎng)成本高。特別是對(duì)中小型風(fēng)機(jī)而言，電動(dòng)變漿距控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，其制造、安裝難度大，故障多，相對(duì)成本較高。而小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般采用定槳矩葉片失速控制技術(shù)、偏航控制技術(shù)，由于受惡劣天氣環(huán)境影響，存在發(fā)電功率控制不穩(wěn)定、發(fā)電效率低、安全性較差、風(fēng)機(jī)壽命較短等缺點(diǎn)。有些中小型風(fēng)機(jī)即使采用聯(lián)動(dòng)變槳控制技術(shù)，一般也是采用齒輪聯(lián)動(dòng)，此結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且精度不高。
[0004]本申請(qǐng)人在申請(qǐng)?zhí)?01210587711.4發(fā)明中公開了一種風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)變漿系統(tǒng)，用于風(fēng)機(jī)的手動(dòng)和電動(dòng)聯(lián)動(dòng)變漿，包括葉片組和與機(jī)頭輪轂連接的變漿系統(tǒng)，:所述的變漿系統(tǒng)包括手動(dòng)變漿和電動(dòng)變漿，其中，
所述的葉片組是由二個(gè)以上帶葉根轉(zhuǎn)軸的葉片通過葉片轉(zhuǎn)軸軸承安裝于機(jī)頭輪轂上，各葉根轉(zhuǎn)軸中心線相交于機(jī)頭輪轂中心線，葉根轉(zhuǎn)軸的根部聯(lián)接重力桿，重力桿通過關(guān)節(jié)軸承與均布有腰孔的聯(lián)動(dòng)盤聯(lián)接構(gòu)成聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
所述的手動(dòng)變漿是聯(lián)動(dòng)盤通過中心軸承聯(lián)接安裝于機(jī)頭輪轂上，該聯(lián)動(dòng)盤上在其變槳旋轉(zhuǎn)方向上有安裝通孔，通過銷軸、調(diào)節(jié)彈簧、及彈簧蓋及定位螺母聯(lián)接于機(jī)頭輪轂上，通過調(diào)整銷軸上定位螺母來壓縮調(diào)節(jié)彈簧到規(guī)定值，即設(shè)置葉片組聯(lián)動(dòng)變槳初始平衡力，一限位螺栓安裝在機(jī)頭輪轂上并頂住聯(lián)動(dòng)盤，通過調(diào)節(jié)限位螺栓的長(zhǎng)度來控制聯(lián)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)起始位置從而控制各葉片的起始安裝角；
所述的電動(dòng)變槳組成由在其上固定有鋁合金壓制接頭的柔性鋼絲繩通過聯(lián)動(dòng)盤的配合過孔一端由拉簧固定于機(jī)頭輪轂上，另一端通過柔性鋼絲繩導(dǎo)套一并穿過發(fā)電機(jī)上的空心發(fā)電機(jī)主軸聯(lián)接于固定在發(fā)電機(jī)上的電動(dòng)拉伸系統(tǒng)上。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性好，聯(lián)動(dòng)精度高的特點(diǎn)，通過風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)信號(hào)來指令電動(dòng)拉伸系統(tǒng)控制葉片變漿角度，從而實(shí)現(xiàn)葉片主動(dòng)變漿；利用關(guān)節(jié)軸承的多自由度旋轉(zhuǎn)及聯(lián)動(dòng)盤腰孔與關(guān)節(jié)軸承的外圏的高精度配合和關(guān)節(jié)軸承在腰孔內(nèi)的可運(yùn)動(dòng)性達(dá)到葉輪各葉片間在葉片變槳時(shí)達(dá)到高度的同步性，解決了因風(fēng)剪切、下風(fēng)向塔影效應(yīng)等引起的葉片變槳力不均而造成的變槳不同步問題。變槳的同步及適時(shí)主動(dòng)的變槳，有效提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高發(fā)電量，延長(zhǎng)機(jī)組運(yùn)行壽命，保障機(jī)組運(yùn)行安全。
[0005]另，申請(qǐng)?zhí)?01210588258.9公開了一種風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，包括變槳驅(qū)動(dòng)器、變槳電機(jī)、變槳減速器，以及風(fēng)機(jī)機(jī)艙中的信號(hào)滑環(huán)、發(fā)電機(jī)定子和超級(jí)電容，具有轉(zhuǎn)換開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)將來自超級(jí)電容和外部電源的供電進(jìn)行切換，然后連接信號(hào)滑環(huán)；超級(jí)電容還具有充電器，充電器包括功率因子變換電路單元、DC/DC開關(guān)電路單元和超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元；外部電源和轉(zhuǎn)換開關(guān)之間還具有預(yù)警設(shè)備；超級(jí)電容的充電器和風(fēng)機(jī)控制基站具有接收設(shè)備，接收預(yù)警設(shè)備傳來的信號(hào)。該發(fā)明所述系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)艙、槳葉、機(jī)座和控制基站間的聯(lián)動(dòng)，在主電丟失情況發(fā)生時(shí)，快速反應(yīng)實(shí)現(xiàn)順槳，并且優(yōu)化了信號(hào)滑環(huán)和超級(jí)電容，保證備用電的無故障切換和持續(xù)使用，系統(tǒng)安全、故障率低、成本低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于:提供一種新型風(fēng)力機(jī)聯(lián)動(dòng)變槳系統(tǒng)，涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)。
[0007]本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種新型風(fēng)力機(jī)聯(lián)動(dòng)變槳系統(tǒng)，帶動(dòng)葉片主動(dòng)或被動(dòng)變槳，由幾組帶轉(zhuǎn)軸的葉片經(jīng)軸承與機(jī)頭輪轂連接，包括帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)動(dòng)變漿機(jī)構(gòu)、帶空心主軸發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、電動(dòng)拉伸系統(tǒng)，所述的幾組帶轉(zhuǎn)軸的葉片分別通過軸承周向均勻安裝在機(jī)頭輪轂外周上電動(dòng)變槳，所述的聯(lián)動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)至少由設(shè)在輪轂內(nèi)的聯(lián)動(dòng)板組件、關(guān)節(jié)軸承、與聯(lián)動(dòng)板組件連接的聯(lián)動(dòng)盤組件、聯(lián)動(dòng)盤組件上的軸承、鋼絲繩組件構(gòu)成，其中，
所述的聯(lián)動(dòng)板組件與葉片的葉根轉(zhuǎn)軸連接并通過設(shè)在聯(lián)動(dòng)板組件上的關(guān)節(jié)軸承與聯(lián)動(dòng)盤組件連接；
所述的聯(lián)動(dòng)盤組件為帶中心軸孔和與葉片組數(shù)對(duì)應(yīng)的彎爪的聯(lián)動(dòng)盤，在聯(lián)動(dòng)盤組件上設(shè)聯(lián)動(dòng)銷，且彎爪端頭連接固定板，所述的聯(lián)動(dòng)盤組件通過設(shè)在中心軸孔內(nèi)的中心軸承安裝在機(jī)頭輪轂上，所述的聯(lián)動(dòng)板組件通過其關(guān)節(jié)軸承與設(shè)在聯(lián)動(dòng)盤組件上的聯(lián)動(dòng)銷連接；所述的鋼絲繩組件包括柔性鋼絲繩、穿過空心發(fā)電機(jī)主軸的鋼絲繩皮套和皮套固定座，柔性鋼絲繩固定在固定板三上，經(jīng)皮套固定座固定在空心發(fā)電機(jī)主軸與電動(dòng)拉伸系統(tǒng)的連接端，通過調(diào)節(jié)固定板三與皮套固定座之間柔性鋼絲繩的長(zhǎng)度來設(shè)定葉片組聯(lián)動(dòng)變槳初始位置，并由緩沖器對(duì)變槳后恢復(fù)到起始位置的速度進(jìn)行緩沖控制，以達(dá)到設(shè)計(jì)值要求；
電動(dòng)變槳由一端壓制一繩夾螺栓柔性鋼絲繩，穿過固定板三并通過螺母固定在固定板三上，另一端穿過鋼絲繩皮套固定在發(fā)電機(jī)上的電動(dòng)拉伸系統(tǒng)上，其中，鋼絲繩皮套一端固定在皮套固定座經(jīng)空心發(fā)電機(jī)主軸固定在空心發(fā)電機(jī)主軸與電動(dòng)拉伸系統(tǒng)的連接端。
[0008]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的聯(lián)動(dòng)盤組件能繞機(jī)頭輪轂中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，幾組帶轉(zhuǎn)軸葉片通過軸承安裝于機(jī)頭輪轂上且各葉片轉(zhuǎn)軸中心線相交于機(jī)頭輪轂中心線，所述的聯(lián)動(dòng)板組件裝在葉片轉(zhuǎn)軸上，通過聯(lián)動(dòng)盤組件上固定的鋼絲繩伸長(zhǎng)量來控制聯(lián)動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到多葉片繞葉片轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)同步。
[0009]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的電動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)是在電動(dòng)拉伸系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)，拉伸所述的柔性鋼絲繩相對(duì)于柔性鋼絲繩皮套軸向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)用于連接聯(lián)動(dòng)板組件固定板三以及鋼絲繩繩夾螺栓的螺母推動(dòng)聯(lián)動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)，聯(lián)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)通過聯(lián)動(dòng)銷、關(guān)節(jié)軸承及聯(lián)動(dòng)板組件帶動(dòng)葉片繞其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)改變?nèi)~片攻角，達(dá)到自動(dòng)聯(lián)動(dòng)變槳，其中，柔性鋼絲繩皮套相對(duì)于機(jī)頭輪轂和空心電機(jī)主軸靜止；所述的柔性鋼絲繩只相對(duì)于柔性鋼絲繩皮套作軸向運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生相對(duì)于空心電機(jī)主軸、機(jī)頭輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的緩沖器為變槳阻尼彈簧，使葉片聯(lián)動(dòng)變槳時(shí)達(dá)到葉輪功率輸出趨于平穩(wěn)。
[0011]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的電動(dòng)拉伸系統(tǒng)與柔性鋼絲繩皮套及柔性鋼絲繩發(fā)生相關(guān)動(dòng)作時(shí)，只單向拉伸，其中，柔性鋼絲繩皮套不與發(fā)電機(jī)的空心主軸發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而柔性鋼絲繩沿空心主軸的軸向運(yùn)動(dòng)，在變槳返回時(shí)，柔性鋼絲繩在緩沖器作用下返回。
[0012]本發(fā)明屬主動(dòng)加被動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)變漿系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、動(dòng)作可靠、調(diào)節(jié)方便、成本低且聯(lián)動(dòng)精度高的技術(shù)效果，通過變槳的同步及適時(shí)主動(dòng)的變槳來有效提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高發(fā)電量，延長(zhǎng)機(jī)組運(yùn)行壽命，保障機(jī)組運(yùn)行安全。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2本發(fā)明風(fēng)機(jī)帶葉片的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4本發(fā)明的葉根主軸及聯(lián)動(dòng)板組件連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)板組件通過關(guān)節(jié)軸承安裝示意圖；
圖6本發(fā)明聯(lián)動(dòng)盤組件分解結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中標(biāo)號(hào)說明:
1--機(jī)倉； 2--電動(dòng)拉伸系統(tǒng)；3--風(fēng)速儀； 4--發(fā)電機(jī)；
5一一導(dǎo)流罩；6—一葉片；7—一葉片安裝板；
8—一機(jī)頭輪轂；9一一葉片轉(zhuǎn)軸組件；10—一葉根轉(zhuǎn)軸；
11——軸承； 12——聯(lián)動(dòng)板組件；13——關(guān)節(jié)軸承；
14一一阻尼彈簧；15—一聯(lián)動(dòng)盤組件；16—一軸承；
17 聯(lián)動(dòng)銷；18 固定板二 ； 19 銷軸；
20一一皮套固定板；21—一皮套固定座；22—一繩夾螺栓；
23——柔性鋼絲繩；24——鋼絲繩皮套；25——鋼絲繩組件；26——螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1是本發(fā)明用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上的總體結(jié)構(gòu)示意圖、圖2本發(fā)明風(fēng)機(jī)帶葉片的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)主視結(jié)構(gòu)示意圖、圖3是本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖、圖4本發(fā)明的葉根主軸及聯(lián)動(dòng)板組件連接結(jié)構(gòu)示意圖、圖5本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)板組件通過關(guān)節(jié)軸承安裝示意圖和圖6本發(fā)明聯(lián)動(dòng)盤組件分解結(jié)構(gòu)示意圖所示:
本實(shí)施例一種新型風(fēng)力機(jī)聯(lián)動(dòng)變槳系統(tǒng)用在三葉式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上，如圖1和圖2所示，三葉式風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)在機(jī)倉I和導(dǎo)流罩5圍成的腔體內(nèi)，依序包括電動(dòng)拉伸系統(tǒng)2、測(cè)風(fēng)速的風(fēng)速儀3、發(fā)電機(jī)4，與發(fā)電機(jī)4軸連接的機(jī)頭輪轂8，葉片6經(jīng)葉片安裝板7固定在葉片轉(zhuǎn)軸組件9上，本發(fā)明至少包括聯(lián)動(dòng)板組件12、聯(lián)動(dòng)盤組件15和鋼絲繩組件25構(gòu)成的聯(lián)動(dòng)變槳系統(tǒng)設(shè)在機(jī)頭輪轂8。
[0015]本發(fā)明一種新型風(fēng)力機(jī)聯(lián)動(dòng)變槳系統(tǒng)，帶動(dòng)葉片主動(dòng)或被動(dòng)變槳，如圖1至3所示，由三組帶轉(zhuǎn)軸的葉片6經(jīng)軸承11與機(jī)頭輪轂8連接，包括帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)動(dòng)變漿機(jī)構(gòu)、帶空心主軸發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、電動(dòng)拉伸系統(tǒng)2，所述的幾組帶轉(zhuǎn)軸的葉片6分別通過軸承11周向均勻安裝在機(jī)頭輪轂8外周上電動(dòng)變槳，其中:所述的聯(lián)動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)至少由設(shè)在輪轂8內(nèi)的聯(lián)動(dòng)板組件12、關(guān)節(jié)軸承13、與聯(lián)動(dòng)板組件12連接的聯(lián)動(dòng)盤組件15、聯(lián)動(dòng)盤組件15上的中心軸承16、鋼絲繩組件25構(gòu)成，其中，
如圖4和5所示，圖4中，葉根轉(zhuǎn)軸10經(jīng)軸承11連接聯(lián)動(dòng)板組件12中的聯(lián)動(dòng)板。圖5中聯(lián)動(dòng)板的頂部設(shè)有關(guān)節(jié)軸承13。所述的聯(lián)動(dòng)板組件12與葉片的葉根轉(zhuǎn)軸10連接并通過聯(lián)動(dòng)板組件12上的關(guān)節(jié)軸承13與聯(lián)動(dòng)盤組件15連接；
如圖3和6所示，圖6中，所述的聯(lián)動(dòng)盤組件15為帶中心軸孔和與葉片組數(shù)對(duì)應(yīng)的彎爪的聯(lián)動(dòng)盤，在每個(gè)彎爪的端頭連接固定板，通過設(shè)在中心軸孔內(nèi)的中心軸承16安裝在機(jī)頭輪轂8上，所述的聯(lián)動(dòng)盤組件15能繞機(jī)頭輪轂8中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，在聯(lián)動(dòng)