自适应恒速运转风力发电机制造技术

本发明专利技术提出了一种自适应恒速运转风力发电机，包括主轴，主轴的下端与发电机的旋转轴相连，上端固定有支撑盘，主轴上间隔固定有上限位套和下限位套，上限位套和下限位套之间的主轴上设置有滑动套。主轴的周向均布有叶片，叶片包括叶根，叶根远离主轴的一端连接有外弧体，另一端连接有内弧体，外弧体和内弧体之间形成了开口弧，开口弧朝外，叶根的上端通过支撑杆与支撑盘活动相连，滑动套通过活动杆与支撑杆或叶根相连。本发明专利技术的叶片随风轮转速的提高而张开，自动调整风轮转速，使风轮转速降低，从而实现风轮恒速运转。从而实现风轮恒速运转。从而实现风轮恒速运转。

【技术实现步骤摘要】
自适应恒速运转风力发电机


[0001]本专利技术涉及风力发电机
，特别是一种自适应恒速运转风力发电机。

技术介绍

[0002]风力发电是清洁的可再生能源，且存量丰富，传统的风力发电机分为水平轴形式和垂直轴两种形式。水平轴风力发电机的缺点是：需要对风装置，小风速风能转化效率低，有效风速范围窄，有效发电量少等缺点。垂直轴风力发电机的缺点是：风能转化效率低，风轮转速控制困难，发电品质差，这些不足之处一直制约着其发展。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出了一种自适应恒速运转风力发电机，叶片随风轮转速的提高而张开，自动调整风轮转速，从而实现风轮恒速运转。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：自适应恒速运转风力发电机，包括主轴，主轴的下端与发电机的旋转轴相连，上端固定有支撑盘，主轴上间隔固定有上限位套和下限位套，上限位套和下限位套之间的主轴上设置有滑动套。主轴的周向均布有叶片，叶片包括叶根，叶根远离主轴的一端连接有外弧体，另一端连接有内弧体，外弧体和内弧体之间形成了开口弧，开口弧朝外，叶根的上端通过支撑杆与支撑盘活动相连，滑动套通过活动杆与支撑杆或叶根相连。
[0005]进一步地，支撑杆的一端与支撑盘固定相连，另一端与叶根的顶部铰接，活动杆的一端与活动套铰接，另一端与叶根的中下部位置铰接。
[0006]进一步地，支撑杆的一端与支撑盘铰接，另一端与叶根固定相连，活动杆一端与滑动套铰接，另一端与支撑杆的中部铰接。
[0007]进一步地，叶片包括叶片本体，叶片本体的截面轮廓线包括依次相连的第一轮廓线、第二轮廓线、第三轮廓线、第四轮廓线、第五轮廓线和第六轮廓线，第一轮廓线和第六轮廓线构成了外弧体，第一轮廓线和第二轮廓线组成了U型的开口弧；第三轮廓线和第四轮廓线组成了内弧体，第三轮廓线和第四轮廓线构成了连接外弧体和内弧体的叶根。
[0008]进一步地，内弧体为等厚弧形板，叶根的厚度自内弧体向外弧体方向逐渐增大，外弧体的厚度自叶根向自由端方向逐渐减小。
[0009]进一步地，开口弧朝向叶片本体的外侧，内弧体的弧心朝向内弧体远离开口弧的一侧；第一轮廓线和第二轮廓线的弧心朝向叶片本体的外侧，第五轮廓线和第六轮廓线的弧心朝向叶片本体的内侧。
[0010]进一步地，外弧体的截面长度为H1，外弧体靠近叶根一端的截面长度为H2，叶根的截面长度为H3，内弧体的截面长度为H4，1/3<H2/H1<1/2，1/2<H3/H1<2/3，7/10<H4/H1<4/5。
[0011]进一步地，内弧体的厚度为h，h为H2的0.01
‑
0.015倍。
[0012]进一步地，第六轮廓线的曲率小于开口弧槽底的曲率，且大于第四轮廓线的曲率。
[0013]本专利技术的有益效果：
[0014]本专利技术的自适应恒速运转风力发电机，多个叶片构成了风轮，叶片通过外弧体、内弧体和开口弧的配合，可获取风能升力矩和风能阻力矩；初始阶段，风轮转速随风速增大而增加，达到设定值风轮转速不再随风速增大而增加，而是在离心力的作用下，风轮自动适度张开，适度自动张开后的风轮转速会随着风轮直径的增加而降低，风速越大开度越大，转速保持恒定运转，从而保证了发电品质，扩大了有效风速范围，增加了实际发电量。
[0015]本专利技术的风轮叶片随风轮转速的提高而张开，风轮自动张合后能自动调整风轮转速，使风轮转速降低，从而实现风轮恒速运转(额定风速下)；而且启动风速低，最低可实现1m/s启动，远优于国标3m/s的启动风速。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术风力发电机的结构示意图一；
[0018]图2为图1的俯视图；
[0019]图3为本专利技术风力发电机的结构示意图二；
[0020]图4为带有R销的螺栓铰接结构；
[0021]图5为铆接的铰接结构；
[0022]图6为不带R销的螺栓铰接结构；
[0023]图7为图6中A
‑
A的剖视图；
[0024]图8为图7中B的局部放大图；
[0025]图9为叶根的内部结构示意图；
[0026]图10为叶片的结构示意图；
[0027]图11为带有坐标轴的叶片结构示意图；
[0028]图12为对比例1的叶片结构示意图；
[0029]图13为对比例2的叶片结构示意图；
[0030]图14为对比例3的叶片结构示意图。
[0031]主轴1，塔杆2，支撑盘3，上限位套4，下限位套5，滑动套6，叶根7，外弧体8，内弧体9，开口弧10，支撑杆11，活动杆12，筋板13，连杆14，螺母15，安装槽16，弹簧针17，螺纹槽18，限位凸起19，斜面20，垂直面21，第一轮廓线22，第二轮廓线23，第三轮廓线24，第四轮廓线25，第五轮廓线26，第六轮廓线27，支杆28。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]实施例1
[0034]如图1
‑
3所示，自适应恒速运转风力发电机，包括主轴1，主轴1的下端与发电机的旋转轴相连，上端固定有支撑盘3，主轴1上间隔固定有上限位套4和下限位套5，上限位套4和下限位套5之间的主轴1上滑动套装有滑动套6。主轴1的周向均布有叶片，叶片数量为3
‑
5个，通过多个叶片构成风轮，发电机采用三相永磁盘式发电机，发电机固定在塔杆2上。
[0035]叶片包括叶根7，叶根7远离主轴1的一端连接有外弧体8，另一端(靠近主轴1的一端)连接有内弧体9，外弧体8和内弧体9之间形成了开口弧10，开口弧10朝外。叶片结构的设置，内弧体9和外弧体8可以获取风能升力矩，开口弧10获取风能阻力矩，叶片沿主轴1轴向周向设置，主轴1一侧的叶片获取风能阻力矩，另一侧的叶片能获取风能升力矩。叶片在风力的作用下，带动主轴1旋转，主轴1一侧的叶片获取风能阻力矩，主轴1另一侧的叶片获取风能升力矩，力矩方向相同，主轴1带动发电机旋转轴旋转，从而把风能转化城电能。
[0036]叶根7的上端通过支撑杆11与支撑盘3活动相连，即支撑杆11至少有一端为铰接相连；滑动套6通过活动杆12与支撑杆11或叶根7相连，即活动杆12的两端均为铰接相连，如采用以下结构：如图1所示，支撑杆11的一端与支撑盘3固定相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自适应恒速运转风力发电机，包括主轴，主轴的下端与发电机的旋转轴相连，上端固定有支撑盘，其特征在于：主轴上间隔固定有上限位套和下限位套，上限位套和下限位套之间的主轴上设置有滑动套。主轴的周向均布有叶片，叶片包括叶根，叶根远离主轴的一端连接有外弧体，另一端连接有内弧体，外弧体和内弧体之间形成了开口弧，开口弧朝外，叶根的上端通过支撑杆与支撑盘活动相连，滑动套通过活动杆与支撑杆或叶根相连。2.根据权利要求1所述的自适应恒速运转风力发电机，其特征在于：支撑杆的一端与支撑盘固定相连，另一端与叶根的顶部铰接，活动杆的一端与活动套铰接，另一端与叶根的中下部位置铰接。3.根据权利要求1所述的自适应恒速运转风力发电机，其特征在于：支撑杆的一端与支撑盘铰接，另一端与叶根固定相连，活动杆一端与滑动套铰接，另一端与支撑杆的中部铰接。4.根据权利要求1
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3之一所述的自适应恒速运转风力发电机，其特征在于：叶片包括叶片本体，叶片本体的截面轮廓线包括依次相连的第一轮廓线、第二轮廓线、第三轮廓线、第四轮廓线、第五轮廓线和第六轮廓线，第一轮廓线和第六轮廓线构成了外弧体，第一轮廓线和第二轮廓线组成了U型的开口弧；第三轮廓线和第四轮廓线组成了内弧体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁学力，周海涛，梁庆峰，
申请(专利权)人：河南国网自控电气有限公司，
类型：发明
国别省市：