[發明專利]一種具有同步變槳功能的小型三葉片風力機

在審

• 申請號: 202210420193.0
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114909252A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 王龍滟;陳夢;張博文;羅偉;謝軍航
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D1/04;F03D7/02;F03D9/25;F03D80/70
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 王軍麗

本發明公開了一種具有同步變槳功能的小型三葉片風力機，涉及風能發電領域，包括風輪，機艙，發電機和變槳電機；風輪安裝在機艙的前端，發電機和變槳電機安裝在機艙內部；本發明不僅具備發電能力，還能實現快速穩定的主動同步變槳，并且整體尺寸較小，結構簡單緊湊，制造成本低，整機裝配簡易，維修維護方便，變槳響應迅速。

技術領域

本發明涉及利用風能發電設備技術領域，具體是一種具有主動同步變槳功能的小型三葉片直驅風力發電機。

背景技術

風能以其自身的清潔性、可再生性和廣泛分布，是發展新能源的重要方向。風電是新能源領域的主力軍，是極具開發潛力的清潔發電方式。近年來風能的開發發展十分迅速，中大型發電機組是主流，小型風力機仍占有部分市場份額。目前市場主流的風力發電的平臺是采用三葉片變槳變速水平軸風力發電機組，該種類型的風電機組具有風能利用率高，穩定性高，發電效率高，可控自由度高等特點。

市場流行的民用小型水平軸風力機以三葉片定槳恒速型為主，多采用葉片被動失速控制和尾翼被動偏航，這種類型結構簡單，維護容易，但其功率穩定性差，尤其是在大風情況下極易損壞。定槳風力機采用的被動失速控制完全依賴葉片自身的氣動特性，制造工藝難度大，葉片失速后功率不穩定，電能質量難以保證。

發明內容

為了實現小型風力機高效穩定的變槳控制，本發明提供了一種高集成度的風力機發電裝置，其不僅具備發電能力，還能實現快速穩定的主動同步變槳，并且整體尺寸較小，結構簡單緊湊，制造成本低，整機裝配簡易，維修維護方便，變槳響應迅速。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種具有同步變槳功能的小型三葉片風力機，包括風輪、機艙、發電機和變槳電機；所述風輪安裝在機艙的前端，所述發電機和變槳電機安裝在機艙的內部；所述風輪轉動帶動發電機發電；所述變槳電機工作實現風輪的變槳；

其中，風輪包括葉片、側板、葉根凸輪、傳動連接桿、異形同步盤、輪轂底板和直線軸；

所述葉根凸輪中間段通過軸承由側板支撐，葉根凸輪上凸出于側板的部分安裝有葉片，葉根凸輪上置于側板內側的部分通過轉軸連接有傳動連接桿的一端，傳動連接桿的另一端連接在異形同步盤上，所述異形同步盤設置在側板內；所述異形同步盤與直線軸的一端通過軸承配合，所述直線軸的另一端與變槳電機的輸出端螺紋連接；所述直線軸能夠推動異形同步盤軸向運動且異形同步盤能夠繞直線軸旋轉；

所述輪轂底板設置在側板末端，輪轂底板下方的主軸為中空軸，直線軸穿過主軸；所述主軸與發電機的輸入端連接。

上述方案中，所述葉片有三片，所述異形同步盤上設置有三個軸承固定環，所述軸承固定環沿異形同步盤周向均勻分布，軸承固定環的軸線平行于異形同步盤的旋轉平面，且異面垂直于異形同步盤的中心通孔軸線。

上述方案中，所述直線軸與變槳電機配合端開設有外螺紋，變槳電機輸出端開設有內螺紋。

上述方案中，所述側板的前端開設有導流罩。

上述方案中，所述機艙包括機艙底座和頂部外殼；

所述頂部外殼與機艙底座相配合組成一個封閉空間；所述機艙底座內依次設置有發動機固定板和變槳電機固定板和橋型滑塊。

上述方案中，所述主軸通過聯軸器與發電機連接；主軸上設置有主軸限位軸套；所述聯軸器、限位軸套和主軸均置于機艙底座內。

上述方案中，所述機艙底座和頂部外殼上開設有兩個安裝孔，安裝孔用來安裝支撐主軸的軸承。

上述方案中，所述直線軸的螺紋部分與變槳電機的空心軸內螺紋配合，直線軸螺紋末端設置平鍵，固定于橋型滑塊的D型孔內；所述橋型滑塊的兩腳套裝在光桿上，使得直線軸與橋型滑塊只能軸向移動。