一种风力发电机自动变桨系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风力发电机自动变桨系统，包括控制器、传感器、风机轮毂、转桨组件、传动轴和动力组件；转桨组件包括安装盘、旋转轴、摆臂和连杆，旋转轴穿过风机轮毂，旋转轴的一端固定连接安装盘另一端固定连接摆臂，连杆的一端铰接摆臂另一端铰接传动轴的一端，传动轴的另一端连接动力组件；传感器包括风速传感器、转速传感器和温度传感器，风速传感器安装在风力发电机外部，转速传感器安装在风力发电机转轴上，温度传感器安装在风力发电机线圈处，本发明专利技术的风力发电机自动变桨系统同时监控风速、风力发电机转轴转速和发电机线圈温度，根据三个数据结果进行自动变桨操作，控制更加精确，提高了风力发电机的性能。提高了风力发电机的性能。提高了风力发电机的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机自动变桨系统


[0001]本专利技术涉及风机领域，尤其涉及一种风力发电机自动变桨系统。

技术介绍

[0002]风力发电机的动力来源是自然风，自然风施加在桨叶上的作用力使得桨叶和风机轮毂旋转，进而驱动发电机中的转子旋转。风力发电机轮毂的旋转速度与风速和桨叶的状态有关，桨叶的状态是指气流对桨叶的攻角，如果桨叶发生自转则可以改变气流对桨叶的攻角，进而改变风力发电机轮毂的转速；能够调节风力发电机桨叶的系统称为变桨系统。
[0003]现有技术的变桨系统一般包括液压变桨和电动变桨两类，液压变桨系统工艺复杂且成本高，主要用在兆瓦级别的风机上；电动变桨系统体积小且安装灵活，在中小功率的风机上使用较多。现有技术电动变桨系统的缺陷在于：1.在风机轮毂内配置很多齿轮，对安装精度和后期维护要求较高；2.变桨系统的智能性不高，只依赖风速进行变桨操作。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构更加简单且自动化程度更高的风力发电机变桨系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种风力发电机自动变桨系统，包括控制器、传感器、风机轮毂、转桨组件、传动轴和动力组件；
[0006]所述转桨组件包括安装盘、旋转轴、摆臂和连杆，旋转轴穿过风机轮毂，旋转轴的一端固定连接安装盘另一端固定连接摆臂，安装盘用于安装桨叶；连杆的一端铰接摆臂另一端铰接传动轴的一端，传动轴的另一端连接动力组件；当传动轴水平移动时，传动轴通过连杆驱动摆臂摆动，摆臂驱动旋转轴和安装盘旋转一定的角度，进而带动安装在转盘上的桨叶旋转，实现变桨；
[0007]所述传感器包括风速传感器、转速传感器和温度传感器，风速传感器安装在风力发电机外部，转速传感器安装在风力发电机转轴上，温度传感器安装在风力发电机线圈处，当风速传感器、转速传感器和温度传感器中任意传感器的测量值超过对应的极限值时，控制器启动动力组件驱动传动轴平移；风速过大、风力发电机转轴转速过大或者发电机线圈温度过高都意味着风力发电机可能发生工作故障或者不利于并网发电，控制器监控三个数据并在数据异常的情况下自动进行变桨操作。
[0008]动力组件用于驱动传动轴平移，可以采用曲柄滑块机构、丝杠式机构或者液压直线驱动机构，本专利技术提供了一种丝杠式机构，具体的动力组件包括支架、电机、传动组件和传动环，电机、传动组件和传动环均安装在支架上，电机通过传动组件驱动传动环旋转，传动环的内圈设置有螺纹，传动轴的一端设置有螺纹并与传动环螺纹连接，当电机驱动传动环旋转时，传动轴将沿着自身的轴向平移。
[0009]为了增加传动轴的稳定性，避免传动轴的螺纹端成为悬臂端，所述动力组件还包括第一滑轨和滑块，第一滑轨与传动轴平行，滑块安装在第一滑轨上，滑块与传动轴的螺纹
端固定连接。
[0010]进一步的，所述动力组件还包括限位开关，限位开关安装在支架上，限位开关处于滑块的运动路径上；限位开关应设置两个，分别布置在滑块的前后极限位置；限位开关用于控制滑块和传动轴的极限行程。
[0011]为了降低成本、降低噪音以及提高散热效果，动力组件中的传动组件可以采用皮带轮组，皮带轮组中的皮带选用带齿的皮带。
[0012]一般来说，风机轮毂内均匀分布三个转桨组件分别安装三个桨叶，为了方便传动轴与三个转桨组件中的连杆铰接，本专利技术还包括转接板，所述转接板安装在传动轴上，所述连杆与转接板铰接。
[0013]为了增加转轴的稳定性，本专利技术还包括固定架，所述固定架安装在风机轮毂内，所述固定架上设置有第二滑轨，第二滑轨与传动轴平行，转接板上设置有导向孔，导向孔套在第二滑轨上；导向孔和第二滑轨能够控制转接板和传动轴的平移方向。
[0014]进一步的，所述第二滑轨的数量为多个，所有第二滑轨平行，第二滑轨的末端设置有固定板，固定板连接所有第二滑轨。
[0015]进一步的，所述转桨组件还包括轴承，轴承套在旋转轴上。
[0016]有益效果：(1)本专利技术的风力发电机自动变桨系统同时监控风速、风力发电机转轴转速和发电机线圈温度，根据三个数据结果进行自动变桨操作，控制更加精确，提高了风力发电机的性能。(2)本专利技术的风力发电机自动变桨系统将转桨组件和动力组件分开，厂家可以在工厂内完成转桨组件和动力组件的调试，减少了风力发电机现场组装的时间和费用，也有利于尤其维护。(3)本专利技术的风力发电机自动变桨系统采用电机和传动环主动控制传动轴平移，控制响应速度快，变桨操作精准。(4)本专利技术的风力发电机自动变桨系统在动力组件中配置了第一滑轨和滑块，避免传动轴的螺纹端成为悬臂端，增加了传动轴的稳定性。(5)本专利技术的风力发电机自动变桨系统采用摆臂和连杆实现安装盘和桨叶的旋转，相比于传统变桨机构中的齿轮结构更加简单，成本低且方便维护。
附图说明
[0017]图1是实施例1风力发电机自动变桨系统的结构图。
[0018]图2是实施例1中转桨组件、传动轴、转接板和固定架的结构图。
[0019]图3是实施例1中转桨组件、转接板和固定架的结构图(隐藏两个转桨组件)。
[0020]图4是实施例1中转桨组件结构图。
[0021]图5是实施例1中转接板与连杆的结构图。
[0022]图6是实施例1中动力组件的结构图。
[0023]图7是实施例1风力发电机自动变桨系统的控制原理图。
[0024]其中：100、风机轮毂；200、转桨组件；210、安装盘；220、旋转轴；230、摆臂；240、连杆；250、轴承；300、传动轴、400、转接板；500、固定架；510、第二滑轨；520、固定板；600、动力组件；610、支架；620、电机；630、传动组件；640、传动环；650、第一滑轨；660、滑块；670、限位开关。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0026]实施例1
[0027]如图1至图7所示，本实施例的风力发电机自动变桨系统包括控制器、传感器、风机轮毂100、转桨组件200、传动轴300、转接板400、固定架500和动力组件600；
[0028]如图2至图5所示，转桨组件200包括安装盘210、旋转轴220、摆臂230、连杆240和轴承250，旋转轴220穿过风机轮毂100，旋转轴220的一端固定连接安装盘210另一端固定连接摆臂230，轴承250套在旋转轴220上，安装盘210用于安装桨叶；
[0029]传动轴300的一端安装有转接板400，另一端设置有螺纹，连杆240的两端分别与转接板400和摆臂230铰接；固定架500安装在风机轮毂100内，固定架500上设置有三根第二滑轨510，第二滑轨510与传动轴300平行，转接板400上设置有导向孔，导向孔套在第二滑轨510上；第二滑轨510的末端设置有固定板520，固定板520连接所有第二滑轨510；
[0030]如图6所示，动力组件600包括支架610、电机620、传动组件630、传动环64本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机自动变桨系统，其特征在于：包括控制器、传感器、风机轮毂、转桨组件、传动轴和动力组件；所述转桨组件包括安装盘、旋转轴、摆臂和连杆，旋转轴穿过风机轮毂，旋转轴的一端固定连接安装盘另一端固定连接摆臂，安装盘用于安装桨叶；连杆的一端铰接摆臂另一端铰接传动轴的一端，传动轴的另一端连接动力组件；所述传感器包括风速传感器、转速传感器和温度传感器，风速传感器安装在风力发电机外部，转速传感器安装在风力发电机转轴上，温度传感器安装在风力发电机线圈处，当风速传感器、转速传感器和温度传感器中任意传感器的测量值超过对应的极限值时，控制器启动动力组件驱动传动轴平移。2.根据权利要求1所述的风力发电机自动变桨系统，其特征在于：所述动力组件包括支架、电机、传动组件和传动环，电机、传动组件和传动环均安装在支架上，电机通过传动组件驱动传动环旋转，传动环的内圈设置有螺纹，传动轴的一端设置有螺纹并与传动环螺纹连接。3.根据权利要求2所述的风力发电机自动变桨系统，其特征在于：所述动力组件还包括第一滑轨和滑块，第一滑轨与传动轴平...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹大军，
申请(专利权)人：江苏乃尔风电技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：