[實用新型]風力發電機風輪主動側偏機構

有效

• 申請號: 201320750767.7
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN203548062U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 包道日娜;代文平;劉志璋;張嘵陽;常征
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 呼和浩特北方科力專利代理有限公司 15100
• 代理人: 王社

技術領域

本實用新型涉及一種風力發電機風輪功率控制系統，特別指風力發電機風輪主動側偏機構。

背景技術

風輪側偏控制一直是小型風力發電機技術的一個重要研究方向。與其他適用于小型風力發電機的大風限速方法相比，風輪側偏控制在調節風輪功率輸出方面有明顯的優勢，所以在中小型風力機上得到廣泛應用，尤其是配重回位式風輪側偏機構。然而，風輪側偏性能受湍流的影響較大，從而使風力機輸出功率很不穩定，會出現超速運行情況。相關研究表明，控制不穩定是由風輪側偏機構這種結構本身引起的，各種改進措施雖然可以在一定程度上提高其工作性能，但并不能徹底消除這種不穩定性。因此，研究一種穩定可靠的風輪側偏機構是非常必要的。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種風力發電機風輪主動側偏機構，這種風輪主動側偏機構采用功率信號來控制風輪側偏的啟動和復位，風輪側偏角度和速度不受其它因素的影響，與傳統的風輪側偏控制機構相比更加穩定可靠。

本實用新型要解決的技術問題由如下方案來實現：風力發電機風輪主動側偏機構，由尾舵和驅動機構組成，驅動機構包括側偏控制器、直流伺服電機和蝸輪蝸桿減速機，所述直流伺服電機帶動行星減速機并與蝸輪蝸桿減速機通過聯軸器連接，蝸輪蝸桿減速機通過尾舵軸承再與折尾機構連接，折尾機構的后端與尾舵焊接，從而控制尾舵偏轉的角度和速度。側偏控制器實時檢測風力機電流、電壓的大小，并將檢測到的信號送到微處理器，微處理器計算出尾舵應偏轉的角度，發出一定的信號給直流伺服電機，直流伺服電機根據信號啟動、停機。

本實用新型的優點：

1、本風力發電機能夠實現輸出功率的自動控制，當風速超過額定風速之后，風機通過調節尾舵的角度來改變風輪與風向的角度，從而減小風輪的功率吸收，達到控制功率輸出的目的。

2、本風力發電機的控制器能夠實時監測發電機的輸出功率，依據輸出功率的大小判斷尾舵的調節角度，從而實現了自動調節，省時省力。

3、在行星減速機與蝸輪蝸桿減速機的作用下，直流伺服電機的輸出扭矩成倍擴大。這樣的設計就允許我們選取功率以及輸出扭矩較小的直流伺服電機，減少調節過程中的功率消耗，增大風力發電機的凈功率輸出。

附圖說明

下面結合附圖舉實施例：

圖1是驅動機構部分的主視結構圖。

具體實施方式

如圖1所示，風力發電機風輪主動側偏機構，由尾舵7和驅動機構組成，驅動機構包括側偏控制器6、直流伺服電機1和蝸輪蝸桿減速機4。直流伺服電機1帶動行星減速機2并與蝸輪蝸桿減速機4通過聯軸器3連接，蝸輪蝸桿減速機4通過尾舵軸承8再與折尾機構5連接，折尾機構5的后端與尾舵7焊接，從而控制尾舵7偏轉的角度和速度。側偏控制器6設有檢修時的風輪側偏按鈕，檢修時直接使風輪側偏90°，檢修完后復位按鈕，尾舵7自動恢復到功率設定值和測量值的PID運算位置上。

如圖1所示，運行狀況下，風輪帶動永磁內轉子發電機發電，產生電流和電壓。側偏控制器6內包含電流變送器、電壓變送器、PLC可編程控制器和微處理器。電流變送器和電壓變送器實時監測發電機的電流值和電壓值，PLC可編程控制器再根據電流、電壓值進行程序運算得出功率值，并以此功率值作為控制信號，將檢測到的信號送到微處理器，微處理器計算出尾舵7應偏轉的角度。微處理器將角度信號發送給直流伺服電機1，直流伺服電機1根據角度信號進行相應的啟停動作。直流伺服電機1運轉的同時帶動行星減速機2、蝸輪蝸桿減速機4運轉，最后帶動折尾機構5做出相應的角度偏轉動作，尾舵7與風向的夾角發生變化，帶動風輪轉向，達到控制風機功率的目的。