[發(fā)明專利]垂直軸風力發(fā)電機啟動保護裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210390979.9
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102900622A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟宇毅;張宇鋒;萬鐳;李夢;劉樹林;周曉君;劉吉成
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/06;F03D11/02
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種垂直軸風力發(fā)電機啟動保護裝置，包括風輪主軸（11）和風輪（13），所述風輪主軸（11）通過聯(lián)軸器（3）和發(fā)電機（2）主軸同軸固定連接，風輪驅(qū)動所述風輪主軸（11）轉(zhuǎn)動，使所述發(fā)電機（2）啟動，風輪至少包括兩片發(fā)電機葉片（1），并圍繞所述風輪主軸（11）均勻分布，所述發(fā)電機葉片（1）與葉片支撐板（4）的外端固定連接，當所述發(fā)電機葉片（1）轉(zhuǎn)動時，所述葉片支撐板（4）的內(nèi)端向所述風輪主軸（11）傳遞扭矩，進而驅(qū)動所述風輪主軸（11）轉(zhuǎn)動，其特征在于：所述葉片支撐板（4）的內(nèi)端固定于所述風輪（13）的外緣上，軸承座（10）通過螺釘固定在所述風輪（11）上，至少一個軸承（12）安裝于所述風輪主軸（11）上，所述軸承座（10）與所述軸承（12）的外圈固定連接，所述軸承（12）的內(nèi)圈與所述風輪主軸（11）緊固裝配連接，所述軸承（12）限制所述軸承座（10）沿所述風輪主軸（11）進行軸向移動，另有風速自適應(yīng)離合器通過套筒（17）向所述風輪主軸（11）傳輸動力，所述套筒（17）用螺釘固定在所述風輪（13）上，所述風速自適應(yīng)離合器為摩擦離合器，包括主動部和從動部，所述風速自適應(yīng)離合器的主動部為外摩擦片（15），所外摩擦片（15）在套筒（17）內(nèi)沿風輪主軸（11）的軸向滑動，所外摩擦片（15）通過所述套筒（17）與所述風輪（13）同步轉(zhuǎn)動連接，所述風速自適應(yīng)離合器的從動部為內(nèi)摩擦片（14），所述內(nèi)摩擦片（14）與所述風輪主軸（11）同步轉(zhuǎn)動連接，通過控制壓緊機構(gòu)使所述外摩擦片（15）和所述內(nèi)摩擦片（14）進行離合，所述壓緊機構(gòu)又包括壓緊力輸出機構(gòu)和壓緊力傳遞機構(gòu)，當壓緊力輸出機構(gòu)生成的壓緊力通過壓緊力傳遞機構(gòu)使所述外摩擦片（15）和所述內(nèi)摩擦片（14）相互結(jié)合并形成摩擦副時，所述風輪（13）將動力傳遞給所述風輪主軸（11），當風速較低時，即當所述發(fā)電機葉片（1）在風力作用下低于所述發(fā)電機（2）啟動的最低額定轉(zhuǎn)速時，所述外摩擦片（15）與所述內(nèi)摩擦片（14）相互分離，此時所述葉片支撐板（4）和所述風輪主軸（11）之間無動力傳輸，而當所述發(fā)電機葉片（1）在風力作用下達到或高于所述發(fā)電機（2）啟動的最低額定轉(zhuǎn)速時，所述外摩擦片（15）與所述內(nèi)摩擦片（14）相互結(jié)合并同步轉(zhuǎn)動，此時所述葉片支撐板（1）即通過所述風速自適應(yīng)離合器的主動部和從動部向所述風輪主軸（11）傳輸扭矩，進而驅(qū)動所述發(fā)電機（2）主軸轉(zhuǎn)動，從而使垂直軸所述發(fā)電機（2）啟動，當有風速更大時，且不超過所述發(fā)電機（2）最高轉(zhuǎn)速時，所述發(fā)電機葉片（1）在風力作用下，帶動所述風輪（13）高速轉(zhuǎn)動，由于此時所述風速自適應(yīng)離合器處于結(jié)合傳力狀態(tài)，帶動所述風輪主軸（11）保持高速轉(zhuǎn)動，而當超過所述發(fā)電機（2）最高轉(zhuǎn)速時，所述外摩擦片（15）與所述內(nèi)摩擦片（14）相互分離，使所述風輪主軸（11）和所述風輪（13）之間無動力傳輸，?當所述風輪（13）的轉(zhuǎn)速降低時，低于所述發(fā)電機（2）最高轉(zhuǎn)速時，且高于所述發(fā)電機（2）啟動的最低額定轉(zhuǎn)速時，所述外摩擦片（15）與所述內(nèi)摩擦片（14）相互結(jié)合形成摩擦副進行同步轉(zhuǎn)動，此時所述葉片支撐板（1）通過所述風速自適應(yīng)離合器的主動部和從動部向所述風輪主軸（11）傳輸扭矩，進而驅(qū)動所述發(fā)電機（2）主軸轉(zhuǎn)動，使所述發(fā)電機（2）啟動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風力發(fā)電機啟動保護裝置，其特征在于：所述壓緊力輸出機構(gòu)由至少兩組飛球機構(gòu)，每組所述飛球機構(gòu)包括一根撥桿（6）、一個飛球（7）、兩根連桿（8）和兩個連桿座（9）組成，所述連桿座（9）分別固定設(shè)置在所述風輪（13）上和所述撥桿（6）的外伸端，每根所述連桿（8）的兩端分別與所述連桿座（9）和所述飛球（7）鉸接，所述撥桿（6）的固定端空套在所述壓緊力傳遞機構(gòu)的壓力接受組件上，當所述風輪（13）轉(zhuǎn)動時，所述連桿（8）帶動所述飛球（7）和所述撥桿（6）轉(zhuǎn)動，所述飛球（7）離心徑向向外運動，其離心力隨著轉(zhuǎn)速升高而增大，由于所述風輪（13）軸向固定，從而使所述飛球（7）通過所述連桿（8）帶動兩根所述撥桿（6）上下開合運動，即驅(qū)動所述壓緊力傳遞機構(gòu)的壓力接受組件沿著所述風輪主軸（11）的軸向移動。