[發(fā)明專利]風機聯(lián)動變漿系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210587711.4
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103032266A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王一鳴;張?zhí)熨n
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波錦浪新能源科技有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D1/06
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及一種風機聯(lián)動變槳系統(tǒng)，即風力發(fā)電機的手動及電動聯(lián)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風能作為可再生、綠色環(huán)保能源，是我國及世界各國目前及將來發(fā)展的主要新能源之一。由于自然界的風速、風向不穩(wěn)定及暴風等特殊工況，需對風機進行控制。為了提高風能的利用率及在特殊工況下對風機實行保護。

風力發(fā)電機（以下簡稱風機）的變槳系統(tǒng)的所有部件都安裝在輪轂上。風機正常運行時所有部件都隨輪轂以一定的速度旋轉(zhuǎn)。變槳系統(tǒng)通過控制葉片的角度來控制風輪的轉(zhuǎn)速，進而控制風機的輸出功率，并能夠通過空氣動力制動的方式使風機安全停機。???????風機的葉片（根部）通過變槳軸承與輪轂相連，每個葉片都要有自己的相對獨立的電控同步的變槳驅(qū)動系統(tǒng)。變槳驅(qū)動系統(tǒng)通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動。???????風機正常運行期間，當風速超過機組額定風速時（風速在12m/s到25m/s之間時），為了控制功率輸出變槳角度限定在0度到30度之間（變槳角度根據(jù)風速的變化進行自動調(diào)整），通過控制葉片的角度使風輪的轉(zhuǎn)速保持恒定。任何情況引起的停機都會使葉片順槳到90度位置（執(zhí)行緊急順槳命令時葉片會順槳到91度限位位置）。

變槳系統(tǒng)有時需要由備用電池供電進行變槳操作（比如變槳系統(tǒng)的主電源供電失效后），因此變槳系統(tǒng)必須配備備用電池以確保機組發(fā)生嚴重故障或重大事故的情況下可以安全停機（葉片順槳到91度限位位置）。此外還需要一個冗余限位開關(guān)（用于95度限位），在主限位開關(guān)（用于91度限位）失效時確保變槳電機的安全制動。

每個變槳驅(qū)動系統(tǒng)都配有一個絕對值編碼器安裝在電機的非驅(qū)動端（電機尾部），還配有一個冗余的絕對值編碼器安裝在葉片根部變槳軸承內(nèi)齒旁，它通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動記錄變槳角度。???????風機主控接收所有編碼器的信號，而變槳系統(tǒng)只應用電機尾部編碼器的信號，只有當電機尾部編碼器失效時風機主控才會控制變槳系統(tǒng)應用冗余編碼器的信號。??

對于多葉片的大中型風力發(fā)電機一般采用電動主動變漿控制技術(shù)，實時調(diào)整葉片的漿距角以改變?nèi)~片攻角，獲得最佳功率及控制順槳來停機保護機組。此等結(jié)構(gòu)基本上為在葉輪輪轂中為每葉片單獨配置變槳驅(qū)動電機，通過變槳控制系統(tǒng)對葉片變槳進行控制。此種結(jié)構(gòu)數(shù)個變槳驅(qū)動系統(tǒng)安裝在機頭輪轂內(nèi)，使機頭輪轂體積增大、機頭部位重量加重，葉輪的轉(zhuǎn)動慣量增大，控制系統(tǒng)復雜，維護保養(yǎng)成本高。特別是對中小型風機而言，電動變漿距控制系統(tǒng)機構(gòu)復雜，其制造、安裝難度大，故障多，相對成本較高。

而小型風力發(fā)電機一般采用定槳矩葉片失速控制技術(shù)、偏航控制技術(shù)，由于受惡劣天氣環(huán)境影響，存在發(fā)電功率控制不穩(wěn)定、發(fā)電效率低、安全性較差、風機壽命較短等缺點，中小型風機即使采用聯(lián)動變槳控制技術(shù)，一般采用齒輪聯(lián)動，此結(jié)構(gòu)復雜，精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種風機聯(lián)動變漿系統(tǒng)，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、穩(wěn)定性好的手動與電動聯(lián)動的風力發(fā)電機變漿聯(lián)動系統(tǒng)。

為了達到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的一種風機聯(lián)動變漿系統(tǒng)，用于風機的手動和電動聯(lián)動變漿，包括葉片組和與機頭輪轂連接的變漿系統(tǒng)，所述的變漿系統(tǒng)包括手動變漿和電動變漿，其中，

所述的葉片組是由二個以上帶葉根轉(zhuǎn)軸的葉片通過葉片轉(zhuǎn)軸軸承安裝于機頭輪轂上，各葉根轉(zhuǎn)軸中心線相交于機頭輪轂中心線，葉根轉(zhuǎn)軸的根部聯(lián)接重力桿，重力桿通過關(guān)節(jié)軸承與均布有腰孔的聯(lián)動盤聯(lián)接構(gòu)成聯(lián)動機構(gòu)；?

所述的手動變漿是聯(lián)動盤通過中心軸承聯(lián)接安裝于機頭輪轂上，使聯(lián)動盤能繞輪轂中心線旋轉(zhuǎn)，該聯(lián)動盤上在其變槳旋轉(zhuǎn)方向上有安裝通孔，通過銷軸、調(diào)節(jié)彈簧、彈簧蓋及定位螺母聯(lián)接于機頭輪轂上，通過調(diào)整銷軸上定位螺母位置來壓縮調(diào)節(jié)彈簧到規(guī)定值，從而達到設(shè)置葉片初始啟動變槳所需克服的值，即設(shè)置葉片組聯(lián)動變槳初始平衡力，限位螺栓安裝在機頭輪轂上并頂住聯(lián)動盤，通過調(diào)節(jié)限位螺栓的長度來控制聯(lián)動盤轉(zhuǎn)動起始位置從而控制各葉片的起始安裝角；

為了控制葉片自動變槳，所述的電動變槳由在其上固定有鋁合金壓制接頭的柔性鋼絲繩通過聯(lián)動盤的配合過孔一端由拉簧固定于機頭輪轂上，另一端通過柔性鋼絲繩導套一并穿過發(fā)電機上的空心發(fā)電機主軸聯(lián)接于固定在發(fā)電機上的電動拉伸系統(tǒng)上。

通過鋼絲繩與鋼絲繩套的相對運動來實現(xiàn)機構(gòu)運動方向及角度的任意轉(zhuǎn)移來達到合理位置驅(qū)動控制變槳運動的目的，其主要部件為柔性鋼絲繩導套，柔性鋼絲繩，鋁合金壓制接頭，張緊鋼絲繩用的拉簧及安裝于風機電機后側(cè)的電動拉伸系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，動作可靠，調(diào)節(jié)方便，成本低。