[实用新型]风力机全程风压变桨距装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力机转速和功率的调节控制装置，具体涉及一种风力机全程风压变桨距装置。

背景技术

风力机运行于自然风场中，在风速大于风力机额定风速时，风力机转速会随风速的增大而增高，需要进行调控，防止风力机超转速。常见的调控方式有风轮偏离风向、风轮定桨距失速、改变桨叶桨距角等，其中改变桨叶桨距角，即变桨距是更合理、更先进的一种调控方式。变桨距调控有机械离心力驱动、电力或液力驱动以及风压驱动等方式。风压驱动变桨距是直接由桨叶把随风速而变化的风压力传递给变桨距机构，在超过额定风速时利用风压力的变化来改变桨叶桨距角，借此保持风力机转速和输出功率的稳定。风压变桨距装置结构简单，直接利用风压力的变化实施调节和控制，调节控制过程灵敏、稳定、安全可靠。目前所见中小型风力机风压变桨距的主要方式有风轮整体平移和桨叶根部弹性材料弯折等方式。风轮整体平移这种风压变桨距方式，变桨距机构整体惯性较大，对风速变化响应的速度迟缓，零部件受力较大、磨损严重，且不易实现风力机全程变桨距控制；桨叶根部弹性材料弯折的风压变桨距方式，存在桨距改变范围小、桨叶惯性力大，桨叶根部的弹性材料易疲劳失效、运行寿命短的问题。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种风力机全程风压变桨距装置，满足风力机在不同风速下高效、平稳安全运行的要求，该装置结构简单，不需要使用特殊材料，可以跟踪不同的风速自动调节桨叶的桨距角，适用风速范围宽、对风速变化响应速度快。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风力机全程风压变桨距装置，包括桨叶、轮毂和变桨机构，变桨机构包括对置式铰接四压杆机构，对置式铰接四压杆机构包括基座、平衡压臂、压臂拉杆、压杆I、压杆II、压杆III、压杆IV、压缩弹簧和弹簧导杆，轮毂包括左端面、右端面和均布的加工侧端面，每个加工侧端面上固定一个桨叶轴套筒，桨叶轴套筒内安装桨叶轴，桨叶轴与桨叶轴套筒共轴线，可在桨叶轴套筒内灵活转动，桨叶固定在桨叶轴的外端，桨叶弦心线与桨叶轴轴线不共线，摇臂固定在桨叶轴的内端，拉杆的一端与摇臂铰接，另一端与同步盘铰接，基座固定在轮毂的左端面上，同步盘置于基座中间，与压臂拉杆的一端固定连接，压臂拉杆的另一端与平衡压臂固定连接，平衡压臂和基座可沿压臂拉杆的轴线方向做相对滑动，压杆III、压杆IV一端分别通过基座铰接轴I、基座铰接轴II与基座的两端铰接，另一端分别铰接在弹簧铰接轴I、弹簧铰接轴II上，压杆I、压杆II一端分别通过压臂铰接轴I、压臂铰接轴II与平衡压臂两端铰接，另一端分别铰接在弹簧铰接轴I和弹簧铰接轴II上，压缩弹簧套接在弹簧导杆上，弹簧导杆的两端分别与弹簧铰接轴I、弹簧铰接轴II固定连接。

所述加工侧端面个数为1～8。

所述弹簧导杆包括导向筒和导向杆，导向杆可沿导向筒内壁滑动。当来自桨叶的风压力通过桨叶轴、摇臂、拉杆、同步盘和压臂拉杆拉动平衡压臂时，压杆向中间挤压弹簧，在弹簧内设弹簧导杆可防止弹簧在压缩过程失稳。

所述弹簧导杆为空气阻尼器，包括活塞和气缸，气缸与活塞密闭连接，活塞可在气缸中自由滑动，活塞上有可调流量孔。在压缩弹簧压缩和伸张的过程中，活塞与气缸有相对运动，气缸的容积发生相应变化：当压缩弹簧压缩时，气缸的容积减小，气缸内的空气由可调流量孔排出；当压缩弹簧伸张时，气缸的容积增大，空气通过可调流量孔进入气缸，通过调整可调流量孔的大小，可获得相应的阻尼大小。采用空气阻尼器可减缓弹簧的应变速度，保持变桨距过程平稳。

所述对置式铰接四压杆机构中有两个并列的压缩弹簧，当桨叶风压力较大时，可获得较大的阻尼。

所述桨叶弦心线与桨叶轴轴线之间的夹角为2°～8°。当桨叶面上有风压力时将产生风压力矩，使桨叶绕轴转动一个角度，改变了原桨距角。为跟踪不同风速调节出适宜的桨叶桨距角，需要配置能与桨叶风压力随时平衡的弹簧机构，构成随风速变化而实时改变桨叶桨距角的全程风压变桨距装置。