一种水平轴风力发电机偏航装置论文和设计-徐建伟

全文摘要

本实用新型公开了一种水平轴风力发电机偏航装置，其包括过渡塔筒、驱动电机、蜗杆、驱动齿轮、涡轮、内齿回转体大齿轮、回转平台、风速传感器和偏航控制器，所述驱动电机固定在所述过渡塔筒内。优点：该装置设置了蜗轮蜗杆结构，在偏航对风的同时具有自锁功能，因此，所需驱动电机的功率小，进而使得偏航装置整体体积小、安装方便、成本低、便于维护。

主设计要求

1.一种水平轴风力发电机偏航装置，其特征在于，其包括过渡塔筒、驱动电机、蜗杆、驱动齿轮、涡轮、内齿回转体大齿轮、回转平台、风向风速仪和偏航控制器；所述驱动电机、所述蜗杆、所述驱动齿轮和所述涡轮安装在所述过渡塔筒内部，所述驱动电机与所述蜗杆传动连接；所述涡轮与所述驱动齿轮同轴固定连接；所述蜗杆与所述涡轮啮合；所述内齿回转体大齿轮转动设置在所述过渡塔筒内部；所述驱动齿轮与所述内齿回转体大齿轮啮合；在所述内齿回转体大齿轮上方固定设有所述回转平台；所述回转平台置于所述过渡塔筒上方，在所述回转平台的侧部固定有所述风向风速仪，所述风向风速仪与所述偏航控制器的输入端电连接，所述偏航控制器的输出端与所述驱动电机电连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种水平轴风力发电机偏航装置，其特征在于，所述偏航机构还包括偏航离合机构；所述偏航离合机构包括气缸和转动底座，所述气缸固定在所述过渡塔筒内部；所述转动底座转动设置在所述过渡塔筒内部；所述气缸的活塞杆顶端与所述转动底座活动铰接；所述驱动齿轮转动设置在所述转动底座上；所述蜗杆与所述驱动电机通过万向轴传动连接；所述偏航控制器与所述气缸连接。

设计说明书

技术领域：

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体地说涉及一种水平轴风力发电机偏航装置。

背景技术：

目前，偏航机构的制动一般是通过抱闸实现的，在偏航调整对风时，需要控制抱闸处于松开状态，此时若阵风风速激增容易造成偏航机构的驱动电机负荷加大而造成电机损坏；因此对驱动电机的功率要求很高，造成偏航电机的体积大，进一步造成偏航机构整体的体积大、安装困难、成本高、不易维护。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种在偏航对风的同时具有自锁功能的一种水平轴风力发电机偏航装置，该装置的驱动电机的功率小、成本低。

本实用新型由如下技术方案实施：水平轴轮式发电机偏航装置，其包括过渡塔筒、驱动电机、蜗杆、驱动齿轮、涡轮、内齿回转体大齿轮、回转平台、风向风速仪和偏航控制器；所述驱动电机、所述蜗杆、所述驱动齿轮和所述涡轮安装在所述过渡塔筒内部，所述驱动电机与所述蜗杆传动连接；所述涡轮与所述驱动齿轮同轴固定连接；所述蜗杆与所述涡轮啮合；所述内齿回转体大齿轮转动设置在所述过渡塔筒内部；所述驱动齿轮与所述内齿回转体大齿轮啮合；在所述内齿回转体大齿轮上方固定设有所述回转平台；所述回转平台置于所述过渡塔筒上方，在所述回转平台的侧部固定有所述风向风速仪，所述风向风速仪与所述偏航控制器的输入端电连接，所述偏航控制器的输出端与所述驱动电机电连接。

优选的，所述偏航机构还包括偏航离合机构；所述偏航离合机构包括气缸和转动底座，所述气缸固定在所述过渡塔筒内部；所述转动底座转动设置在所述过渡塔筒内部；所述气缸的活塞杆顶端与所述转动底座活动铰接；所述驱动齿轮转动设置在所述转动底座上；所述蜗杆与所述驱动电机通过万向轴传动连接；所述偏航控制器与所述气缸连接。

本实用新型的优点：该装置设置了蜗轮蜗杆结构，在偏航对风的同时具有自锁功能，因此，所需驱动电机的功率小，进而使得偏航装置整体体积小、安装方便、成本低、便于维护；通过风速传感器能够实时监测风速，并将测得的数据传送给偏航控制器，偏航控制器根据接收到的风速参数控制驱动电机的启闭，进而通过回转平台转动，以达到调整转换风能的风轮偏转角度的目的，以使风轮在不同风速下有相应的偏转角度；在正常风速下，偏航离合机构控制驱动齿轮和内齿回转体大齿轮啮合，设备正常运行；当风速超过正常风速时，偏航离合机构控制驱动齿轮与内齿回转体大齿轮分离，使得回转平台自由旋转，避免风速过大引发的风轮变形损坏。

附图说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为过渡塔筒的内部结构示意图。

图3为偏航控制器的接线示意图。

图中所示：过渡塔筒1、驱动电机2、蜗杆3、驱动齿轮4、涡轮 5、内齿回转体大齿轮6、偏航离合机构7、回转平台8，风向风速仪 9、偏航控制器10、气缸11、转动底座12、万向轴13、塔架14、风轮支撑架15、水平轴风轮16。

具体实施方式：

如图1至图3所示，水平轴轮式发电机偏航装置，其包括过渡塔筒1、驱动电机2、蜗杆3、驱动齿轮4、涡轮5、内齿回转体大齿轮 6、偏航离合机构7、回转平台8，风向风速仪9和偏航控制器10；偏航离合机构7包括气缸11和转动底座12；过渡塔筒1固定在风机塔架14顶部；驱动电机2、蜗杆3、驱动齿轮4和涡轮5和偏航离合机构7安装在过渡塔筒1内部；驱动电机2和气缸11固定在所述过渡塔筒1内部；驱动电机2与蜗杆3通过万向轴13传动连接；转动底座12转动设置在塔架1顶部；气缸11的活塞杆顶端与转动底座 12活动铰接；驱动齿轮4转动设置在转动底座12上；驱动齿轮4与涡轮5同轴固定连接；蜗杆3与涡轮5啮合；内齿回转体大齿轮6转动设置在过渡塔筒1内部；驱动齿轮4与内齿回转体大齿轮6啮合，在内齿回转体大齿轮6上方固定设有回转平台8；回转平台8置于过渡塔筒1上方；在回转平台8的侧部固定有风向风速仪9，风向风速仪9与偏航控制器10的输入端电连接，偏航控制器10的输出端分别与驱动电机2和气缸11连接；在回转平台8顶部竖直固定有两个风轮支撑架15，在两个风轮支撑架3之间竖直转动设有水平轴风轮16；通过风向风速仪9能够实时监测风速，并将测得的数据传送给偏航控制器10，偏航控制器10根据接收到的风速参数控制驱动电机2的启闭；驱动电机2通过万向轴13、蜗杆3及涡轮5驱动驱动齿轮4，间接驱动内齿回转体大齿轮6带动回转平台8转动，以实现调整水平轴风轮4偏转角度的目的，使水平轴风轮4在不同风向、风速的情况下均保持最高的风能转化率；其中蜗杆3与涡轮5能够增大减速比，提高扭力，占用空间小，提高过渡塔筒1内的空间利用率，符合集约化生产要求；蜗杆3与涡轮5在偏航对风的同时具有自锁功能，因此，所需驱动电机的功率小，进而使得偏航装置整体体积小、安装方便、成本低、便于维护；偏航控制器10与气缸11连接，控制气缸11的伸缩；气缸11伸长时，驱动转动底座12上的驱动齿轮4与内齿回转体大齿轮6啮合，气缸11缩回时，带动转动底座12上的驱动齿轮4 与内齿回转体大齿轮6分离；通过偏航离合机构7能够控制驱动齿轮 4和内齿回转体大齿轮6啮合或分离，在正常风速下，偏航离合机构 7控制驱动齿轮4和内齿回转体大齿轮6啮合，设备正常运行；当风速超过正常风速时，偏航离合机构7控制驱动齿轮4与内齿回转体大齿轮6分离，使得回转平台8自由旋转，避免风速过大引发的水平轴风轮16变形损坏。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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