[實用新型]槳葉長度和角度可變的水平軸風力機

有效

• 申請號: 201720065830.1
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN206397660U
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 葛旭甫
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: F03D80/00
• 分類號: F03D80/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所42103
• 代理人: 焦磊

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域，具體地指一種槳葉長度和角度可變的水平軸風力機。

背景技術

風能是一種能量密度低、穩定性較差的能源。由于風速、風向隨機變化，葉片攻角也會不斷變化，導致風電機組的效率和功率的波動，并使傳動力矩產生振蕩，影響電能質量和電網穩定性。遇到強風時可能會燒毀發電機，甚至摧毀風力機。所以風力機要有應付風速大幅度變化的能力，還要有對付強風速的安全防范措施。

研究表明變槳距技術是當前大中型風力機廣泛使用的調速技術，可使風力機在風速超過額定風速時，風力機轉速穩定在額定轉速。但這種技術也存在著一些不足。例如迎風變槳在強風時，氣流攻角減小，變槳角度相對較大；而順風變槳時，氣流攻角增大，使氣流產生分離，升力減小，阻力急劇增大，從而導致風力機功率減小。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種槳葉長度和角度可變的水平軸風力機，以改變槳葉長度和角度，能夠最大化地捕捉風能，保證水平軸風力機平穩地輸出功率，有效防止強風對風力機的破壞。

本實用新型為解決上述技術問題，所采用的技術方案是：一種槳葉長度和角度可變的水平軸風力機，包括固定于基礎底座上的塔架；

所述塔架上旋轉連接有輪轂，所述輪轂為空心球體結構，其內部設有多個電動機，所述電動機輸出軸固定連接有小齒輪，所述小齒輪與環形齒輪的內齒輪面嚙合，所述環形齒輪設于定位軸承內，所述定位軸承內圈外端部固定連接槳葉；

所述槳葉包括多個小槳葉，每個小槳葉之間通過菱形伸縮機構連接；所述輪轂通過主軸與發電機的輸入軸連接。

優選地，所述電動機、槳葉的數量均為三個。

優選地，所述定位軸承內圈外端部通過螺栓連接槳葉，所述槳葉與定位軸承所在的平面垂直。

優選地，所述菱形伸縮機構包括多組菱形單元結構，每組菱形單元結構包括四根鉸接連接的連桿，相鄰的兩組菱形單元結構之間還設有電動伸縮桿。

優選地，所述槳葉采用玻璃鋼葉片材料制作而成。

本實用新型的有益效果：本實用新型通過電動機帶動小齒輪旋轉，使得環形齒輪也隨之轉動，進而帶動定位軸承的內圈旋轉，從而使得槳葉安裝角可以根據風速的隨機變化而改變，氣流的攻角在風速變化時可保持在一個比較合理的范圍內，從而在很大的風速范圍內保持較好的空氣動力學特性，獲得較高的效率，特別當風速在大于額定風速條件下，仍可保持輸出功率的平穩；

另外本實用新型通過菱形伸縮機構調節槳葉長度，使發電機組的輸出功率在額定值附近，同時減小葉片承受的載荷和風力機所受到的沖擊，避免風力機受到損壞。

附圖說明

圖1 為一種槳葉長度和角度可變的水平軸風力機的結構示意圖；

圖2為輪轂與發電機的連接結構示意圖；

圖3為小齒輪與環形齒輪的連接結構示意圖；

圖4為菱形伸縮機構的結構示意圖；

圖中，基礎底座1、塔架2、輪轂3、電動機4、小齒輪5、環形齒輪6、定位軸承7、槳葉8、小槳葉8.1、菱形伸縮機構8.2、菱形單元結構8.2.1、連桿8.2.2、電動伸縮桿8.2.3、主軸9、發電機10。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。

如圖1至圖4所示，一種槳葉長度和角度可變的水平軸風力機，包括固定于基礎底座1上的塔架2；

所述塔架2上旋轉連接有輪轂3，所述輪轂3為空心球體結構，其內部設有多個電動機4，所述電動機4輸出軸固定連接有小齒輪5，所述小齒輪5與環形齒輪6的內齒輪面嚙合，所述環形齒輪6設于定位軸承7內，所述定位軸承7內圈外端部固定連接槳葉8；

所述槳葉8包括多個小槳葉8.1，每個小槳葉8.1之間通過菱形伸縮機構8.2連接；所述輪轂3通過主軸9與發電機10的輸入軸連接。

優選地，所述電動機4、槳葉8的數量均為三個。在本實施例中，每個槳葉8包括三個小槳葉8.1。

優選地，所述定位軸承7內圈外端部通過螺栓連接槳葉8，所述槳葉8與定位軸承7所在的平面垂直。