[發明專利]一種垂直軸風力發電機的葉片調距機構

有效

• 申請號: 201410649132.7
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104500339A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 廉正光;張宏偉
• 申請（專利權）人: 天津市職業大學
• 主分類號: F03D7/06
• 分類號: F03D7/06;F03D3/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗英

技術領域

本發明涉及風力發電機，尤其涉及風力發電機的葉片調距機構。

背景技術

目前已有的風力發電機分為水平軸風力發電機和垂直軸風力發電機。垂直軸風力發電機分為阻力型和升力型兩種。阻力型垂直軸風力發電機利用阻力做功產生旋轉，具有較大的啟動力矩，但是葉尖速比小于1，輸出功率較小；升力型垂直軸風力發電機利用升力做功產生旋轉，葉尖速比可以很高，輸出功率很高。

通常，升力型垂直軸風力發電機的葉片調距機構只能調整葉片的整體螺距(不同位置角上的各葉片螺距角相同)，這使得它具有啟動力矩低、不能自啟動的缺點。例如,有的垂直軸風力機采用在槳葉軸處安裝慣性調距裝置，依靠重物離心力進行調距。但此方案只能被動調節整體螺距。

發明內容

本發明的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種能夠實現葉片整體螺距角和周期螺距角調整的垂直軸風力發電機的葉片調距機構,從而有利于風能利用率的提升并且可以改善升力型垂直軸風力發電機的自啟動性能。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明的一種垂直軸風力發電機的葉片調距機構，它包括垂直設置的立軸、安裝在立軸上的三臺步進電機、牽引機構部分以及變距機構部分，在所述的三臺步進電機的輸出軸上分別連接有渦輪渦桿機構，三個渦輪中心的連線構成一個位于水平位置的等邊三角形,所述的牽引機構部分包括由三條牽引支鏈組成的一個牽引并聯機構，每條牽引支鏈包含一個驅動桿和一個牽引平行四邊形結構,每一個牽引平行四邊形結構包括兩個牽引連桿，在每一個牽引連桿兩端分別安裝有一個第一下球副和一個第一上球副，兩個牽引連桿和兩個牽引連桿兩端的四個球副的連線構成一個平行四邊形，一個驅動桿一端與一個對應設置的渦輪渦桿機構的渦輪固定相連并且另一端通過兩個第一下球副與兩個牽引連桿的一端轉動相連，所述的兩個第一下球副中心連線與渦輪軸線平行，兩個牽引連桿的另外一端通過兩個第一上球副與偏心盤轉動相連，3對第一上球副的中心連線為一個等邊三角形；變距機構部分包括由多個變距支鏈組成的一個變距并聯機構，變距支鏈個數與葉片個數相同，每一條變距支鏈包含一個變距平行四邊形結構和一個輸出桿，每一個變距平行四邊形結構包括兩個變距連桿，每一個變距連桿的兩端分別安裝有一個第二下球副和一個第二上球副，兩個變距連桿和兩個變距連桿兩端的四個球副的連線構成一個平行四邊形，所述的一個輸出桿一端垂直固定在一個對應設置的變距輸出軸上，所述的一個輸出桿另外一端分別通過兩個第二上球副與兩個變距連桿的一端轉動相連，兩個第二上球副的中心連線與變距輸出軸線平行，兩個變距連桿的另外一端通過兩個第二下球副與旋轉盤轉動相連，與旋轉盤相連的多對第二下球副的中心連線構成一個正多邊形，所述的旋轉盤轉動連接在偏心盤上，所述的偏心盤與旋轉盤同軸線設置，每一個變距輸出軸與一個錐齒輪副相連，每一個錐齒輪副與一個葉片相連。

本發明的優點在于：

1.該機構采用了并聯機構實現偏心盤在三維空間上的平動。使得該調距機構具有剛性好，承載能力大，調距精度高等優點。

2.該調距機構結構緊湊，空間占用少，能夠實現小機構對大葉片的調距功能。

3.該機構可以實現葉片的整體螺距和周期螺距的調整，這使得風力發電機可以適應不同方向和不同大小的風。整體螺距角的調整有利于風能利用率的提升，周期螺距角的調整可以改善升力型垂直軸風力發電機的自啟動性能。這樣就能解決垂直軸風力發電機不能自啟動的問題。

附圖說明

圖1是本發明的一種垂直軸風力發電機的結構示意圖；

圖2是圖1中所示的電機的調距機構的結構示意圖；

圖3是圖1中所示的電機的牽引機構部分的結構示意圖。

圖中的標記：1：立軸，2：調距機構，3：變距輸出軸，4：錐齒輪，5：葉片，6：發電機7：步進電機，8：渦輪蝸桿機構，9：牽引機構部分，10：偏心盤，11：旋轉盤，12：變距機構部分13：驅動桿，14：平行四邊形結構。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述。