[發明專利]一種具有變槳裝置的風力發電機以及控制方法

在審

• 申請號: 201410716710.4
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104675622A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 金元郁
• 申請（專利權）人: 青島金博士自動化技術有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D9/00
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 馬洪偉

技術領域

本發明屬于風力發電機技術領域，具體涉及一種具有變槳裝置的風力發電機以及控制方法。

背景技術

風力發電是通過將空氣的動能轉化為機械能，進而轉化為電能，是目前新能源開發領域中發展最快和最具潛力的發展方向。由于風能作為一種間歇性能源，具有很大的隨機性和不可控制性。為了提高風能的利用率，以及避免風速過高時，使得葉片的轉速過快，造成損壞葉片、發電機、控制器等，風力發電機往往采用變槳技術，通過調整葉片與迎風的角度，達到發電功率穩定輸出。

目前風力發電機的變槳，主要有兩種方法，一種是伺服電機帶動齒輪調速，這種應用最多；另一種是液壓調速，液壓缸帶動葉片轉動；這兩種變槳的結構都比較復雜、制造成本較高，因而主要用于大型風力發電機組中，對于中、小的風力發電機，為了節約成本一般不設置變槳裝置。

發明內容

本發明提供一種具有變槳裝置的風力發電機，該變槳裝置結構簡單、成本較低，并且能夠實現多個葉片的同步變槳，使得各葉片受力相同，增加了風力發電機的運行穩定性。

為達到上述技術目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種具有變槳裝置的風力發電機，包括主軸、葉片、變槳裝置，所述主軸前端固定有風輪盤，所述風輪盤的圓周上固定設置有至少三個均勻分布的葉片座，所述葉片座上設置有可轉動的葉片軸，所述葉片軸上固定有葉片；所述主軸為空心軸，所述變槳裝置包括與所述主軸同軸設置的可前后移動的導桿，所述導桿穿過所述主軸，所述導桿的后端設置有推動導桿移動的驅動裝置，所述導桿的前端穿過所述風輪盤的中心，所述導桿的前端固定有與所述葉片軸鉸接的導爪，當所述導桿前后移動時，所述導爪帶動所述葉片軸轉動。

進一步的，所述導桿上套裝有復位彈簧。

進一步的，所述導桿的后部設置有擋塊，所述復位彈簧的后端與所述擋塊接觸，所述復位彈簧的前端與所述風輪盤接觸。

進一步的，所述葉片軸上固定有連桿，所述連桿上開設置有長圓孔，所述導爪的一端穿過所述長圓孔。

進一步的，所述驅動裝置為伸縮電機，所述伸縮電機的輸出軸推動所述導桿向前移動。

進一步的，所述導桿的后端面設置有凸起，所述伸縮電機的輸出軸前端面上設置有與所述凸起相匹配的凹槽。

進一步的，所述主軸上設置有測速器，當所述主軸的速度大于額定轉速時，所述變槳裝置動作。

進一步的，所述風力發電機還包括支架和設置在支架上的可旋轉主體，所述主軸、葉片、變槳裝置都位于主體上，所述支架上還設置有驅動所述主體旋轉的驅動器。

進一步的，所述主體上還設置有風向標。

基于上述的具有變槳裝置的風力發電機，本發明還提供一種具有變槳裝置的風力發電機的變槳方法，通過簡單的控制就可實現多個葉片的同步變槳，使得各葉片受力相同，增加了風力發電機的運行穩定性。

一種具有變槳裝置的風力發電機的控制方法，所述風力發電機包括主軸、葉片、變槳裝置、以及控制器，所述主軸前端固定有風輪盤，所述風輪盤的圓周上固定設置有至少三個均勻分布的葉片座，所述葉片座上設置有可轉動的葉片軸，所述葉片軸上固定有葉片；所述主軸為空心軸，所述變槳裝置包括與所述主軸同軸設置的可前后移動的導桿，所述導桿穿過所述主軸，所述導桿的后端設置有推動導桿移動的驅動裝置，所述導桿的前端穿過所述風輪盤的中心，所述導桿的前端固定有與所述葉片軸鉸接的導爪，當所述導桿前后移動時，所述導爪帶動所述葉片軸轉動；所述主軸上設置有測速器，所述測速器和驅動裝置都與所述控制器電連接；具體包括如下步驟：

步驟A、所述測速器測定主軸的轉速，并反饋給所述控制器；

步驟B、所述控制器將測速器反饋的主軸轉速與額定轉速對比，當主軸轉速大于額定轉速時，所述控制器啟動驅動裝置向前推動導桿，使得葉片變槳；當主軸轉速等于或者小于額定轉速時，所述控制器不發出指令。

進一步的，在步驟B中，當主軸轉速大于額定轉速時，所述控制器啟動驅動裝置向前推動導桿，使得葉片變槳；同時所述控制器接受測速器反饋的主軸轉速，當主軸轉速等于額定轉速時，所述控制器控制驅動裝置停止。

進一步的，所述風力發電機還包括支架和設置在支架上的可旋轉主體，所述主軸、葉片、變槳裝置都位于主體上，所述支架上還設置有驅動所述主體旋轉的驅動器，所述主體上還設置有風向標；所述驅動器和風向標都與所述控制器電連接；

所述步驟A之前還包括步驟A0，所述主控器根據風向標反饋的風向，控制驅動器的動作，使得葉片的迎風面與風向垂直。