一种电动变桨距风力发电系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种电动变桨距风力发电系统，包括风力发电机，还包括变桨距执行机构和变桨距控制系统，变桨距执行机构安装在叶片前方，用于调节叶片桨距角；变桨距控制系统输出实时风速数据和叶片浆距角数据；所述变桨距执行机构安装在风力发电机叶片前端，包括：伺服电机、滚珠丝杠、同步盘；变桨距控制系统包括增量编码器，增量编码器设置在变桨距执行机构的前端，增量编码器记录滚珠丝杠旋转圈数并转换成电信号；变桨距控制系统还包括风速仪，设置于风力发电机机舱顶，实时检测环境风速并转换成电信号。本实用新型专利技术的电动变桨距风力发电系统解决了定桨距风力发电机无法变动桨距角的缺点，能够精确调整叶片浆距角，提高风力发电机发电效率。

Electric variable pitch wind power generation system

The utility model provides an electric variable pitch wind power system, including wind turbine, including variable pitch actuator and variable pitch control system, variable pitch actuator mounted on the blade front, for adjusting the blade pitch angle; variable pitch control system output real-time wind speed data and blade pitch angle data; the variable pitch actuator installed in front of the wind turbine blade includes a servo motor, ball screw, synchronous wheel; variable pitch control system including incremental encoder, incremental encoder settings from the actuator in front of variable pitch, incremental encoder of ball screw rotation and converted into electrical signals; pitch control the system also includes an anemometer, wind turbine nacelle is arranged on the top, the real-time detection of wind speed and converted into electrical signals. The electric variable pitch wind power generation system of the utility model solves the disadvantage that the fixed pitch distance can not change the pitch angle of the wind-driven generator, and can precisely adjust the blade pitch angle and improve the power generation efficiency of the wind generator.

【技术实现步骤摘要】
一种电动变桨距风力发电系统
本技术涉及风力发电领域，特别涉及一种电动变桨距风力发电系统。
技术介绍
风能作为一种清洁的可再生能源，其蕴量巨大，取之不尽，用之不竭，越来越受到世界各国的重视。对于偏远或者网电未送达地区，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。目前，传统的小型水平轴风力发电机大部分采用定桨距方式。定桨距方式虽工艺简单，价格便宜，但因尖速比恒定，限速困难，另外无论是失速型的还是采用风速侧偏的定桨距风力机在额定风速以上时功率会急剧下降，这样对负载设备的冲击比较大，还会大大减少风力机的发电量。
技术实现思路
为解决上述现有的定桨距风力发电机的不足，本技术提出了一种电动变桨距风力发电系统，解决了定桨距风力发电机无法变动桨距角的缺点。本技术的技术方案是这样实现的：一种电动变桨距风力发电系统，包括风力发电机，风力发电机采用直驱同步永磁发电机，该直驱同步永磁发电机为水平轴结构，风机叶片采用三叶片、下风向结构；还包括变桨距执行机构和变桨距控制系统，变桨距执行机构安装在叶片前方，用于调节叶片桨距角；变桨距控制系统输出实时风速数据和叶片浆距角数据；所述变桨距执行机构安装在风力发电机叶片前端，包括：伺服电机、滚珠丝杠、同步盘；伺服电机安装在驱动电机座上，并与滚珠丝杠以星型联轴器连接，滚珠丝杠通过前轴承和后轴承固定在变桨距执行机构的轴向上；同步盘与滚珠丝杠螺母座刚性连接，并加以注油孔，配有油杯，同步盘跟随滚珠丝杠螺母座做轴向滑动；同步盘与拉杆一端通过转动销结构相连接，拉杆穿过变桨距执行机构底座上的贯通孔，该贯通孔限制拉杆在垂直方向上的移动，拉杆另一端与叶片外沿相连接，通过拉杆在水平方向上的位移调整叶片的浆距角；变桨距控制系统包括增量编码器，增量编码器设置在变桨距执行机构的前端，其心轴与滚珠丝杠同轴连接，并以紧定螺钉限制其轴向位移，增量编码器记录滚珠丝杠旋转圈数并转换成电信号；变桨距控制系统还包括风速仪，设置于风力发电机机舱顶，实时检测环境风速并转换成电信号。可选地，所述变桨距执行机构的数量是三套，每套变桨距执行机构对每个叶片进行单独控制。可选地，所述变桨距执行机构的数量是一套，通过联动机构将拉杆与三个叶片相连接。本技术的有益效果是：(1)可控制叶片桨距角(0°～90°)使其跟踪风速变化，通过变桨距执行机构可以对输出扭矩和发电功率进行控制；(2)使风力发电机组保持最佳发电状态，提高风力发电机发电效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一种电动变浆距风力发电系统的结构示意图；图2为本技术的变桨距执行机构的结构图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为解决现有的定桨距风力发电机无法变动桨距角的缺点，本技术提出了一种电动变桨距风力发电系统，可控制叶片桨距角使其跟踪风速变化，通过变桨系统对输出扭矩和发电功率进行控制，使机组保持最佳功率输出状态。如图1所示，本技术的电动变桨距风力发电系统，包括风力发电机，风力发电机采用直驱同步永磁发电机，该直驱同步永磁发电机为水平轴结构，风机叶片采用三叶片、下风向结构。本技术的电动变桨距风力发电系统还包括变桨距执行机构和变桨距控制系统，变桨距执行机构安装在叶片前方，用于调节叶片桨距角；变桨距控制系统输出实时风速数据和叶片浆距角数据。如图2所示，本技术的变桨距执行机构安装在风力发电机叶片前端，用于调节叶片桨距角；变桨距执行机构包括：伺服电机11、滚珠丝杠6、同步盘3。伺服电机11安装在驱动电机座9上，并与滚珠丝杠6以星型联轴器8连接，滚珠丝杠6通过前轴承2和后轴承7固定在变桨距执行机构的轴向上；同步盘3与滚珠丝杠螺母座5刚性连接，并加以注油孔，配有M10油杯，同时同步盘3跟随滚珠丝杠螺母座5做轴向滑动；同步盘3与拉杆4一端通过转动销结构相连接，拉杆4穿过变桨距执行机构底座10上的贯通孔，该贯通孔限制拉杆4在垂直方向上的移动，拉杆4另一端与叶片12外沿相连接，通过拉杆4在水平方向上的位移调整叶片12的浆距角。本技术的变桨距执行机构还包括前端的固定罩1。伺服电机的转动可以精确控制，滚珠丝杠的螺距是固定值，通过精确控制伺服电机的转动角度可以精确控制丝杠螺母座5的轴向位移，由于同步盘3与滚珠丝杠螺母座5刚性连接，同步盘3与拉杆4一端通过转动销结构相连接，因此，拉杆4的轴向位移(即水平位移)可以精确控制，而拉杆4又与叶片外沿相连接，进而可以实现叶片角度的调整。风力发电机叶片采用三叶片、下风向结构，对于大功率风力发电机，变桨距执行机构的数量可以是三套，每套变桨距执行机构对每个叶片进行单独控制；对于小功率风力发电机，变桨距执行机构的数量可以是一套，通过联动机构将拉杆与三个叶片相连接，实现三个叶片的同步控制。变桨距控制系统包括增量编码器13，增量编码器13设置在变桨距执行机构的前端，其心轴与滚珠丝杠6同轴连接，并以紧定螺钉限制其轴向位移，增量编码器13记录滚珠丝杠旋转圈数并转换成电信号，珠丝杠旋转圈数与叶片浆距角成直线关系，因此，增量编码器13能够输出叶片桨距角数据。变桨距控制系统还包括风速仪，设置于风力发电机机舱顶，实时检测环境风速并转换成电信号，输出实时风速数据。上述增量编码器13输出的叶片桨距角数据和风速仪输出的实时风速数据发送到控制中心，控制中心的操作人员能够获取实时风速数据，操作人员可以根据实时风速对叶片浆距角进行调整，并通过增量编码器获取精确的叶片浆距角数据。本技术的电动变桨距风力发电系统解决了定桨距风力发电机无法变动桨距角的缺点，可控制叶片桨距角使其跟踪风速变化，通过变桨距执行机构可以对输出扭矩和发电功率进行控制，使风力发电机组保持最佳发电状态。本技术的风力发电机变桨距执行机构能够精确调整叶片浆距角，提高风力发电机发电效率。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动变桨距风力发电系统，其特征在于，包括风力发电机，风力发电机采用直驱同步永磁发电机，该直驱同步永磁发电机为水平轴结构，风机叶片采用三叶片、下风向结构；还包括变桨距执行机构和变桨距控制系统，变桨距执行机构安装在叶片前方，用于调节叶片桨距角；变桨距控制系统输出实时风速数据和叶片浆距角数据；所述变桨距执行机构安装在风力发电机叶片前端，包括：伺服电机、滚珠丝杠、同步盘；伺服电机安装在驱动电机座上，并与滚珠丝杠以星型联轴器连接，滚珠丝杠通过前轴承和后轴承固定在变桨距执行机构的轴向上；同步盘与滚珠丝杠螺母座刚性连接，并加以注油孔，配有油杯，同步盘跟随滚珠丝杠螺母座做轴向滑动；同步盘与拉杆一端通过转动销结构相连接，拉杆穿过变桨距执行机构底座上的贯通孔，该贯通孔限制拉杆在垂直方向上的移动，拉杆另一端与叶片外沿相连接，通过拉杆在水平方向上的位移调整叶片的浆距角；变桨距控制系统包括增量编码器，增量编码器设置在变桨距执行机构的前端，其心轴与滚珠丝杠同轴连接，并以紧定螺钉限制其轴向位移，增量编码器记录滚珠丝杠旋转圈数并转换成电信号；变桨距控制系统还包括风速仪，设置于风力发电机机舱顶，实时检测环境风速并转换成电信号。...

【技术特征摘要】
1.一种电动变桨距风力发电系统，其特征在于，包括风力发电机，风力发电机采用直驱同步永磁发电机，该直驱同步永磁发电机为水平轴结构，风机叶片采用三叶片、下风向结构；还包括变桨距执行机构和变桨距控制系统，变桨距执行机构安装在叶片前方，用于调节叶片桨距角；变桨距控制系统输出实时风速数据和叶片浆距角数据；所述变桨距执行机构安装在风力发电机叶片前端，包括：伺服电机、滚珠丝杠、同步盘；伺服电机安装在驱动电机座上，并与滚珠丝杠以星型联轴器连接，滚珠丝杠通过前轴承和后轴承固定在变桨距执行机构的轴向上；同步盘与滚珠丝杠螺母座刚性连接，并加以注油孔，配有油杯，同步盘跟随滚珠丝杠螺母座做轴向滑动；同步盘与拉杆一端通过转动销结构相连接，拉杆穿过变桨距执行机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵明军，
申请(专利权)人：青岛尚源新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37