[发明专利]风力发电机有效
申请号: | 202010047175.3 | 申请日: | 2020-01-16 |
公开(公告)号: | CN111173673B | 公开(公告)日: | 2021-05-14 |
发明(设计)人: | 孟浩然;曾攀;雷丽萍 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | F03D1/06 | 分类号: | F03D1/06;F03D7/04 |
代理公司: | 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 | 代理人: | 刘梦晴 |
地址: | 10008*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 风力发电机 | ||
1.一种风力发电机,其特征在于,所述风力发电机为向前折叠的斜轴变桨型下风向水平轴风力发电机,包括:
风轮,所述风轮套固在水平轴的一端上,所述风轮包括轮毂和多个倾斜折叠叶片,多个所述倾斜折叠叶片的根部分别与所述轮毂倾斜铰接,以使所述倾斜折叠叶片可绕所述倾斜铰接的倾斜铰接轴线转动;
折叠角控制组件,所述折叠角控制组件与所述风轮相连,用于同时控制多个所述倾斜折叠叶片的折叠角,一方面用于改变所述倾斜折叠叶片的攻角来调节所述风力发电机的功率,另一方面用于使得当所述风力发电机在低于额定风速、处于额定风速以及高于额定风速的工况下,多个所述倾斜折叠叶片所受的合力分别大致沿着各自所述倾斜折叠叶片的展向,从而使得多个所述倾斜折叠叶片均承受拉伸载荷。
2.根据权利要求1所述的风力发电机,其特征在于,多个所述倾斜折叠叶片的根部分别通过倾斜铰接组件与所述轮毂倾斜铰接。
3.根据权利要求2所述的风力发电机,其特征在于,所述倾斜铰接组件包括合页和多个紧固件,所述合页中的一个页片通过多个所述紧固件中的一部分所述紧固件固定在所述倾斜折叠叶片上,所述合页中的另一个页片通过多个所述紧固件中的其余部分所述紧固件固定在所述轮毂上。
4.根据权利要求1所述的风力发电机,其特征在于,所述倾斜铰接轴线与所述倾斜折叠叶片的叶片弦线之间的夹角为50°~70°。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的风力发电机,其特征在于,所述折叠角控制组件控制多个所述倾斜折叠叶片的折叠角所采取的方式为:
当所述风力发电机处于额定风速以及低于额定风速的工况下,多个所述倾斜折叠叶片均保持初始折叠角运行;
当所述风力发电机处于高于额定风速的工况下,所述折叠角控制组件启动并同时控制多个所述倾斜折叠叶片向前折叠。
6.根据权利要求5所述的风力发电机,其特征在于,所述倾斜折叠叶片的旋转面相对于铅直面的夹角为锥角;
当所述风力发电机处于额定风速以及低于额定风速的工况下,多个所述倾斜折叠叶片均保持初始折叠角运行,此时,多个所述倾斜折叠叶片的锥角为初始锥角;
当所述风力发电机处于高于额定风速的工况下,所述折叠角控制组件启动并同时控制多个所述倾斜折叠叶片向前折叠,此时,多个所述倾斜折叠叶片的锥角相对于所述初始锥角变小。
7.根据权利要求5所述的风力发电机,其特征在于,所述折叠角控制组件包括折叠角调节组件和多个支撑连接组件,所述折叠角调节组件设置在所述风轮的后侧且与所述轮毂相连;多个所述支撑连接组件的一端分别一一对应地与多个所述倾斜折叠叶片的根部相连,多个所述支撑连接组件的另一端分别与所述折叠调节组件相连;
当所述风力发电机处于高于额定风速的工况下,所述折叠调节组件同时驱动多个所述支撑连接组件以使多个所述倾斜折叠叶片向前折叠。
8.根据权利要求7所述的风力发电机,其特征在于,所述折叠角调节组件包括支撑轴、空心丝杠、丝杠外套筒滑块、第一齿轮、第二齿轮和电机;其中,所述支撑轴固定在所述轮毂的后侧与所述水平轴同轴线;所述空心丝杠可转动地套设支撑在所述支撑轴上;所述丝杠外套筒滑块套设在所述空心丝杠上且与所述空心丝杠螺纹配合,以使所述丝杠外套筒滑块可沿前后方向移动;所述丝杠外套筒滑块还与所述支撑连接组件的另一端相连,以当所述丝杠外套筒滑块沿前后方向移动时带动所述支撑连接组件,从而使得所述倾斜折叠叶片可绕所述倾斜铰接轴线转动;所述第一齿轮固定在所述空心丝杠的一端且临近于所述轮毂;所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合;所述电机与所述第二齿轮相连;当所述风力发电机处于高于额定风速的工况下,所述电机启动,所述电机带动所述第二齿轮、所述第二齿轮及所述空心丝杠转动,使得所述丝杠外套筒滑块向前移动,从而使得所述支撑连接组件带动所述倾斜折叠叶片向前折叠。
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