[发明专利]自能式风力发电机柔性变桨机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机的变桨机构，尤其是自能式风力发电机柔性变桨机构。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×10₉MW，其中可利用的风能为2×10₇MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量约2.53亿千瓦。随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。风力发电机是利用风能驱动桨叶带动主轴，在定子与转子发生相对位移的时候切割磁力线，在线圈中产生电流。风力发电机面临的一个严峻考验就是要面对不稳定的风速，自然界的风瞬息万变，风速跨度非常大，对风力发电机的要求也是在尽可能大的风速范围内仍然能够正常发电。为了应对大风的影响，现有风力发电机通常采用如下三种方法：1、制动；在风速超高的时候采用制动电机主轴的方式降低转速。这种方式虽然简单可行，但对风机的损害较大，风机要承受很大的风压，容易折断桨叶，严重的还会将风机吹倒。2、侧偏；在风速超高的时候使风机的迎风面偏向一侧，降低正面承受的风压。这种方式通常用于小型风力发电机，大型风力发电机由于体积庞大，惯性大，无法适应频繁的风向变化。3、变桨；在风速超高的时候通过变桨机构使桨叶的迎风角发生变化，从而改变每只桨叶承受的风压。这种方式最适合用于大型风力发电机。现有的风力发电机变桨机构普遍存在结构复杂、故障率高、调整维修困难的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种本发明的目的是提供一种结构简单、故障率低、调整维修方便的自能式风力发电机柔性变桨机构。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明所述的自能式风力发电机柔性变桨机构包括安装有桨叶的风轮，风轮安装在主轴的前端，其特征在于：风轮为中空的球体，球体内固定安装同步器，固定连接在桨叶下端的叶轴通过轴承插装在风轮上，所述的同步器包括球形外壳以及通过轴承安装在外壳中的同步轴，同步轴与主轴的轴线重合，同步轴上带有同步伞齿轮，叶轴的末端穿过同步器的外壳并固定安装有叶轴伞齿轮，同步伞齿轮与叶轴伞齿轮啮合；同步轴上还通过轴承安装有蜗轮、弹簧座，弹簧座固定连接在蜗轮的一侧；与蜗轮传动配合的蜗杆通过轴承安装在风轮上；卷簧安装弹簧座中，卷簧的内端连接在同步轴上，外端连接在弹簧座上；蜗杆通过齿轮啮合与调节杆传动连接，调节杆通过轴承安装在风轮上，其一端伸出风轮外并安装有调节手柄。

同步轴的顶端固定连接有定子桶，定子桶的内壁固定安装有铁芯和线圈，定子桶为两端带有端盖的圆桶状结构，同步轴固定连接在一侧端盖的中心，另一侧端盖的中心通过轴承插装有转子轴，转子轴与同步轴的轴线重合，转子轴位于定子桶内的一端固定安装有永磁体，转子轴位于定子桶外的一端连接重锤。

在同步轴上固定安装有步进器，所述的步进器包括安装在同步轴上的步进轮以及于步进轮配合的定位球，步进轮上带有容纳定位球的凹部，定位球通过弹簧安装在同步器的外壳上。

采用上述技术方案以后，本发明具有如下优点：

1、桨叶同步偏转，一致性好，避免桨叶不同步造成受力不均匀；

2、可以方便地调整桨叶偏转的初始张力，从而调整风力发电机的功率输出曲线；实现可调柔性变桨，大大提高风力发电机的效率。减轻特大风力对发电机的破坏。

3、同步轴上安装有自发电装置，配合电子控制装置使用，便于实现自动化控制，无需外接电源和其他连接部件，故障率低。

4、结构简单，制造成本低。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明的功率曲线图。

具体实施方式