[發(fā)明專利]主動調節(jié)偏心距式風力機功率調節(jié)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810032452.6
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108252859A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 包道日娜;李常春;尚偉;劉志璋
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業(yè)大學
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 曹玉琳

本發(fā)明涉及風力發(fā)電機功率調節(jié)技術領域，尤其涉及一種主動調節(jié)偏心距式風力機功率調節(jié)裝置。該裝置在發(fā)電機和驅動器機殼之間設有側偏機構和側偏驅動機構，側偏機構包括第一偏心件和第二偏心件，第一偏心件與驅動器機殼固定連接，第二偏心件與發(fā)電機固定連接，第一偏心件和第二偏心件上分別設有橫向的第一導軌和第二導軌，第一偏心件和第二偏心件通過第一導軌和第二導軌滑動連接；側偏驅動機構包括驅動電機、側偏控制器、傳動機構，側偏控制器控制驅動電機運轉，通過傳動機構連接第二偏心件，帶動風輪移動產(chǎn)生偏心距。本發(fā)明無需尾翼預偏角，對風性能好；無斜角鏈機構，風輪側偏角度和尾翼偏轉角度一致；偏心距主動調節(jié)，工作可靠性高。

技術領域

本發(fā)明涉及風力發(fā)電機功率調節(jié)技術領域，尤其涉及一種主動調節(jié)偏心距式風力機功率調節(jié)裝置。

背景技術

目前，中小型風力機功率控制方法按工作原理歸納主要有三大類:(1)減少風輪迎風面積；(2)改變葉片翼型攻角值；(3)利用空氣在風輪圓周切線風向的阻力限制風輪轉速。其中，風輪迎風面積是風輪與來流風速垂直時，葉片的掃掠面積。在同等風速下，減少風輪迎風面積可以使風力機吸收風能的能力降低，從而降低轉速。這種方法主要有三種實現(xiàn)方式:

第一種是風輪上仰式，風輪上仰式是利用風輪的軸線與機艙軸線的偏心距,風輪的軸向力對于機艙將產(chǎn)生一個使其繞轉軸向右上方轉動的力矩。風速達到一定值之后，當風輪對機艙回轉軸所形成的力矩足以克服尾舵扭簧的力矩和機艙回轉軸承的摩擦力矩時,機艙便開始向右邊轉動,偏離來流的方向。

第二種是側偏式，這種方式的風輪軸線相對于回轉軸向一側偏置了一段距離(偏心距)，與側翼式利用側翼上的氣動力來產(chǎn)生偏轉力矩不同，它是利用風輪軸線與回轉軸之間的偏心距而使得風輪利用本身所受到的氣動力來產(chǎn)生偏轉力矩，與側翼復雜的氣流情況相比，這種方式更加簡潔。這種方式衍生出來的新結構有斜鉸接尾舵?zhèn)绕?又稱重力回位式)。

第三種方式是收放葉片式，與偏轉風輪而減少迎風面積的方法不同，收放葉片式風力機主要通過將葉片鉸接于風輪軸上，并借助彈簧保持其初始位置。當風速過大時，葉片受到的氣動壓力克服彈簧作用，而使得葉片順著風向傾斜，從而達到減少迎風面積的目的，這種方法一般多被中小型風力機所采用。

上述側偏式風力機功率控制方式偏心距是在初始安裝時即設定好的，偏心距大小根據(jù)目標功率設定，后期不可調節(jié)，當風輪所受氣動力過大，偏轉力矩超過能承受的范圍時，風輪偏離風向，適當減小風輪迎風面積，但風輪偏轉后風力機的功率是否能滿足要求卻不能得知，即使不能滿足要求，也不能再進行調節(jié)。

另外，中小型風力發(fā)電機組的功率控制目標主要是實現(xiàn)低風速下能夠發(fā)出最大功率和高風速區(qū)能夠限速保護。實際上，風電機組功率控制的目標還應包括根據(jù)用電負荷的變化進行功率變化(功率調節(jié))。現(xiàn)有的中小型風力機組還不能實現(xiàn)這點要求。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種主動調節(jié)偏心距式風力機功率調節(jié)裝置，通過設置側偏機構能在風力機輸出功率超過限定值時根據(jù)超出情況主動控制風輪移動產(chǎn)生偏心距，從而使風輪發(fā)生側偏，以達到調節(jié)功率的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種主動調節(jié)偏心距式風力機功率調節(jié)裝置，所述風力機包括與風輪連接的發(fā)電機及與塔架連接的驅動器機殼，驅動器機殼內設有風力機主控制器；發(fā)電機和驅動器機殼之間設有側偏機構；所述側偏機構包括第一偏心件和第二偏心件，第一偏心件與驅動器機殼固定連接，第二偏心件與發(fā)電機固定連接，第一偏心件和第二偏心件上分別設有橫向的第一導軌和第二導軌，第一偏心件和第二偏心件通過形狀相匹配的第一導軌和第二導軌滑動連接；還包括側偏驅動機構，所述側偏驅動機構包括位于驅動器機殼內的驅動電機、側偏控制器及用于連接驅動電機和側偏機構的傳動機構，側偏控制器輸入端與風力機主控制器連接，用于接收風力機輸出功率信號，其輸出端與驅動電機控制端連接，驅動電機通過傳動機構與第二偏心件連接，用于帶動第二偏心件沿兩導軌方向往復移動。