一种用于诸如风力或水力发电机、直升飞机等的叶轮系统中的多桨叶单驱同步变桨装置，包括动力源、传动机构、同步连杆机构以及控制装置；其中，传动机构包括联轴器、滚珠丝杆、传动套、传动轴和转换套；同步连杆机构包括同步盘、导向支撑座和连杆；控制装置包括转速检测器、限位传感器和行程开关以及可编程的控制器；滚珠丝杆和传动套将动力源输出的旋转转化为传动轴的直线运动传递给同步连杆机构的同步盘；控制器被设置为令传动轴仅在预设长度范围内做直线运动，驱动同步盘在导向支撑座上往复移动，通过连杆带动多个桨叶回转支撑轴承的内圈同步地相对于其外圈旋转同样的角度，实现可控的单驱同步变桨，结构紧凑简单、控制简便、能耗低成本低、运行可靠。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多桨叶单驱同步变桨装置的风力发电机
本专利技术主要涉及的是应用于风力或水力发电机中的叶轮系统的变桨技术，具体涉及一种多桨叶叶轮系统的同步变桨装置。
技术介绍
随着社会经济的迅猛发展，人们对能源的需求与日俱增，由此带来的环境污染也日益加重。风能和水能是可再生的清洁能源，因而风力、水力发电机越来越受到世界各地的广泛关注和推广应用。桨叶是利用风能水能带动发电机转子旋转的关键介质，桨叶的形状直接影响着发电机的效率，为了充分利用能源，提高能源转换效率，具有适时变桨技术的发电机叶轮系统已成为市场首选。目前，经常被应用的变桨机构主要是在叶轮系统的轮毂内部,对应于每个桨叶安装一套变桨机构，再以同步控制装置对各个桨叶实行同步变桨控制。这些同步变桨机构主要包括伺服电机齿轮传动、电动缸直驱等几种形式，但现有技术的这些变桨机构分别存在以下一种或几种不足：1、结构复杂、造价高、所需要的安装空间较大，在中小型发电机中几乎不能适用；2、由于采用多驱动模式，而导致能耗较大；3、由于轮毂是旋转部件，所以现有技术中的同步结构中所有控制电路的电缆均需要采用电滑环过渡的形式安装，使运行可靠性降低；多桨叶同步控制及检测难度大，控制精度低；4、由于较多的部件都装载在旋转运动着的轮毂之中，增加了发电机转子重量和惯性，因而增加了变桨故障发生的概率，降低了发电效率；5、发生故障时，检修和维护难度大；6、发电机停机实行顺桨保护时需要依靠外部电源供电，应对外部电源异常断电不能及时顺桨，存在一定的风险。因此，亟需开发一种结构紧凑、控制简便、成本低、能耗低、可靠性高的新型多桨叶叶轮系统的同步变桨机构以克服以上现有技术的不足。
技术实现思路
有鉴于现有多桨叶风轮系统中的同步变桨技术中的上述缺陷，本专利技术提供了一种仅以单一动力源、传动机构、同步连杆机构和控制装置实现多桨叶同步变桨，可适用于各种中小型多桨叶风轮系统的新型单驱同步变桨装置。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种风力发电机，包括一安装在机舱内的发电机以及一具有单驱同步变桨装置的多桨叶叶轮系统，所述多桨叶叶轮系统包括轮毂和多个桨叶的叶轮系统中，所述桨叶分别通过对应的回转支撑座等间距间隔地固定安装在轮毂周围，每个回转支撑座包含一回转支撑轴承，每个回转支撑轴承包含可相对旋转的内圈和外圈；其中所述同步变桨装置包括一动力源，一传动机构，一同步连杆机构以及一控制装置；其中，所述传动机构包括一联轴器、一滚珠丝杆、一传动套、一传动轴和一转换套；所述传动轴（125）的第一端可相对于传动套（124）旋转而不能相对于传动套（124）在轴向上移动地连接于该传动套（124）的结合端，所述传动轴（125）的第二端通过一销轴（127）与同步盘（131）和导向支撑座（132）的前端相连接；所述同步连杆机构包括一同步盘、一导向支撑座和一连杆；所述控制装置，包括转速检测器、限位传感器和行程开关、以及可编程控制器；所述传动机构的滚珠丝杆和传动套将动力源输出的旋转动力转化为传动轴的直线运动传递给同步连杆机构的同步盘；所述控制器被设置为令所述传动轴仅在预设的长度范围内做直线运动，带动同步盘在导向支撑座上往复移动，从而通过连杆带动多个桨叶回转支撑轴承内圈同步地相对于其外圈旋转相同的角度，实现单驱动同步变桨。上述本专利技术的单驱同步变桨装置主要是通过同步盘与多个桨叶回转轴承之间的连杆连接，由单个动力源驱动同步盘直线运动以便可以同时控制多个桨叶的变桨运动，其结构简单直接，控制精确，实现多个桨叶以完全一致的速度和精度同步运转，达到很高的运行可靠性。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是应用本专利技术的多桨叶单驱同步变桨装置的一种风力发电机的主机和叶轮部分的总体结构剖视图。图2A为图1所示的风力发电机的外观立体图。图2B为图1所示的风力发电机的俯视图。图3为本专利技术的多桨叶单驱同步变桨装置的总体结构的俯视图，消隐了图1所示的风力发电机。图4为图3中的多桨叶单驱同步变桨装置沿A-A线的剖视图。图5为详细描述本专利技术的多桨叶单驱同步变桨装置安装于风力发电机中的放大的剖视示意图。图6为图5中的风力发电机的叶轮部分沿B-B线的剖视图。图7为本专利技术的同步变桨装置消隐了风力发电机轮毂之后，仅表现了一套桨叶回转支撑座的立体示意图。图8为图7中的同步变桨装置的桨叶回转支撑座被分解之后所显示的立体示意图。图9为图5中所示的传动轴的第一端与传动套的第二端连接部位I的放大剖视图。图10为沿图5中的C-C线的剖视图，显示了传动轴的第二端与同步盘以及导向支撑座之间的连接关系。图11A为根据本专利技术的同步变桨装置中的同步盘具体实施例的俯视图。图11B为图11A中的同步盘具体实施例沿D-D线的侧视图。图11C为图11A中的同步盘具体实施例沿II向的局部侧视图。图11D为图11A中的同步盘具体实施例沿E-E线的局部剖视图。图12A为根据本专利技术的同步变桨装置中的导向支撑座具体实施例的剖视图。图12B为图12A中的导向支撑座具体实施例的右视图。图12C为图12A中的导向支撑座具体实施例沿F-F线的剖视图。图12D为图12A中的导向支撑座具体实施例的立体示意图。图13A为根据本专利技术的同步变桨装置中的连杆具体实施例的局部剖视的示意图。图13B为图13A中的连杆具体实施例的立体示意图。具体实施方式以下结合附图中的具体实施例来详细说明本专利技术的原理，由于这种叶轮变桨技术可应用于各种形式的叶轮系统，比如风力或水力发电机、直升飞机等多桨叶叶轮系统，因此，本专利技术实际上提供了一种适合多种变桨
的多桨叶单驱同步变桨装置。可以理解，以下将根据本专利技术基本原理的多桨叶单驱同步变桨装置应用于风力发电机中实现对桨叶角度的同步调整作为应用本专利技术的一种具体实施例，仅为举例来说明本专利技术的目的，而不是对本专利技术保护范围的限定。图1所示为应用本专利技术的同步变桨装置的风力发电机主机和叶轮系统的总体结构的剖视图，典型的风力发电机一般包括发电机主机10和叶轮系统20两大部分，发电机主机10设置在机舱11的内部，而叶轮系统20包括设在机舱11前的轮榖21和等间距安装在轮毂21周围的多个桨叶，图中为简明起见未显示桨叶。根据本专利技术的多桨叶单驱同步变桨装置100即设置在风力发电机10主机机舱11和轮毂21的内部。作为参考，图2A和2B分别为图1所示的风力发电机10的外观立体图和俯视图。图3为本专利技术多桨叶单驱同步变桨装置的总体结构的俯视图，为了更为清楚地展现其结构而消隐了图1中的风力发电机主机10；图4则为图3中的多桨叶单驱同步变桨装置沿A-A线的剖视图。进一步地，图5的放大剖视图更为详细地描述了本专利技术的多桨叶单驱同步变桨装置100安装于风力发电机主机10中的情况，其中的虚线部分表示为风力发电机的主机10，包括发电机转子轴和发电机定子等；而实线部分表示为叶轮系统20的轮毂21和安装在主机机舱11和轮毂21内部的同步变桨装置100。叶轮系统20的轮毂21周围等间距地设有多个桨叶安装孔，每个桨叶安装孔上固定着一套桨叶回转支撑座22，对应地，每一套桨叶回转支撑座22用于固定安装一片桨叶。该桨叶回转支撑座22的结构亦可参见图6、图7和图8，其中，图6为图5中的风力发电机10的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种风力发电机，包括一安装在机舱（11）内的发电机（10）以及一具有单驱同步变桨装置的多桨叶叶轮系统，所述多桨叶叶轮系统包括轮毂和多个桨叶，所述桨叶分别通过对应的回转支撑座等间距间隔地固定安装在轮毂周围，每个回转支撑座包含一回转支撑轴承，每个回转支撑轴承包含可相对旋转的内圈和外圈，其特征在于所述单驱同步变桨装置包括一动力源（110）、一传动机构（120）、一同步连杆机构（130）以及一控制装置；其中，所述传动机构（120）包括一联轴器（121），一滚珠丝杆（122）、一传动套（124）、一传动轴（125）和一转换套（126）；所述同步连杆机构（130）包括一同步盘（131）、一导向支撑座（132）和一连杆（133）；所述控制装置包括一转速检测器、一限位传感器、一行程开关以及一可编程控制器；所述传动机构（120）的滚珠丝杆（122）和传动套（124）通过螺纹结合将动力源（110）输出的旋转动力转化为传动轴（125）的直线运动，再通过转换套（126）传递给同步连杆机构（130）的同步盘（131），所述传动轴（125）的第一端可相对于传动套（124）旋转而不能相对于传动套（124）在轴向上移动地连接于该传动套（124）的结合端，所述传动轴（125）的第二端通过一销轴（127）与同步盘（131）和导向支撑座（132）的前端相连接；所述控制器被设置为令所述传动轴（125）仅在预设的长度范围内做直线运动，驱动同步盘（131）在导向支撑座（132）上沿轴向方向往复移动，从而通过连杆（133）带动多个桨叶回转支撑轴承的内圈同步地相对于其外圈旋转相同的角度。2.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于所述传动机构（120）还包括一具有双层轴承结构的支撑机构（123）。3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘金鹏，袁炜，周绍君，
申请(专利权)人：上海致远绿色能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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