具有限位装置的水平轴风力发电机组的制作方法

具有限位装置的水平轴风力发电机组的制作方法

具有限位装置的水平轴风力发电机组的制作方法专利名称:具有限位装置的水平轴风力发电机组的制作方法技术领域:本有用新型涉及的是一种风力发电技术领域,详细是一种具有限位装置的水平轴风力发电机组。

背景技术:风力发电是目前普遍应用的可再生能源之一,但是风力发电存在难以解决的难题,,大风时高速转动会导致风轮损坏甚至烧毁发电机;,如何依据风向的转变调整风力发电机的对风方向。

风轮侧偏是微小型风能转换系统中风轮超速爱护的一种形式,归结起来主要有侧翼式和偏心式两种结构。

经对现有技术的文献检索发觉,1456804,公开日2023-11_19,记载了一种“小型风力发电机尾板侧偏自保装置”,该技术的风铲的下端固定连接曲柄,曲柄通过铰轴安装在发电机尾杆上,曲柄的另一端连接销子,销子插在滑套中,滑套中活动套装有滑杆,滑杆上带有与销子协作使用的销子槽,滑杆的一端连接弹簧,另一端连接拉线,拉线的另一端连接拉杆,拉杆固定安装在活动尾板上。

上述技术属于侧翼式结构,该种爱护方式是依靠弹簧进行复位,而弹簧在用一段时间后就简单变形,造成复位力矩转变,另外弹簧在空气中很简单锈蚀。

即使加以处理,弹簧机构用在风力发电机上也不太抱负牢靠。

而另一种偏心式结构的爱护原理是风轮偏置安装,具有一个偏心距,尾舵系统和机座是铰接的,这个铰接轴不是垂直于侧偏转轴,而是向后和向侧各倾斜一个角度,当尾舵系统从初始位置转到折尾爱护位置时,随着尾舵系统重心位置在风轮侧偏过程中的抬高,就会产生重力回位力矩。

从物理学中的得知物体只有在能量最小的位置才能达到稳定平衡状态,故尾舵系统重心的抬高,就打破了他原有的平衡,在新的位置上由于重力的作用,它就要建立一种新的平衡,那么它只有在和风轮侧偏时产生的力矩相等,才能产生一种稳定的平衡。

由于这种机构在设计时涉及的参数较多,不简单精确     解决参数之间各个量的关系,风轮的气动力在侧偏时,还缺少精确     的计算,另外由于风的大小和风向的变化都是随机的,它们时时刻刻都在变,在很短的时间内可产生很大幅度的变化,风轮受力状况极为简单,所以该种方式的设计,不能只停留在理论计算上,还需试验测试,但牵引台牵引试验以及风洞试验都不能完全正确描述风力发电机的特征。

有用新型内容本有用新型针对现有技术存在的上述不足,供应一种具有限位装置的水平轴风力发电机组,将垂直轴风力发电机组安装在通信塔架内部,这样既能免去安装风力发电机组的塔架成本,节省空间,又能为通信基站设备供应绿色、清洁的能源,节能减排。

本有用新型是通过以下技术方案实现的,本有用新型包括支撑臂、悬吊杆、风轮系统、发电机、尾舵系统和双回转机构,其中支撑臂固定设置于通信塔架的外侧,双回转机构的两端分别与发电机和悬吊杆固定连接,发电机的前端与风轮系统固定连接,发电机的尾端与尾舵系统固定连接,所述的发电机与尾舵系统均为水平安置。

所述的双回转机构包括限位爱护机构、回转机构和摇摆机构,其中回转机构的上端与悬吊杆固定连接,摇摆机构与发电机固定连接,回转机构与摇摆机构固定连接,限位爱护机构固定设置于摇摆机构的外侧并与发电机相接触。

所述的限位爱护机构为空心外壳结构,该限位爱护机构的后部设有凹槽,所述的凹槽的外形与发电机的外壳外形相对应。

所述的回转机构为水平轴承结构。

所述的摇摆机构为竖直轴承结构。

限位爱护机构用来限制电机下偏爱护的角度,并起到连接水平转轴和竖直转轴的作用。

当发电机向下摇摆时,发电机的外壳与限位爱护机构的凹槽部分接触,限位爱护机构给发电机一个应力,限制发电机连续摇摆。

当发电机不再受风推力时,发电机在重力作用向反方向摇摆,当电机壳接触到限位爱护机构时,再由限位爱护机构给发电机一个应力,限制发电机连续摇摆。

本有用新型具有以下主要优点传统的侧偏方式,对风和爱护的功能都由尾舵系统来完成,尾舵系统的侧偏是靠重力产生的回位力矩和风力产生的气动力矩共同作用而形成的。

侧偏时风轮和尾舵系统的受力特别简单,理论计算不能完全拟合出实际工作时的工况,还需反复试验测试去修正计算结果,设计过程特别繁琐。

而本有用新型中,尾舵系统仅仅是起到对风的作用,而大风时的超速爱护功能是风能对风轮的推力矩实现的,推力仅仅和风轮的尺寸、风速、空气密度相关联,设计过程简便清楚,计算受力时无需相互迭代,可以精密的计算出风力发电机的起始爱护点,离散性很小;和传统的安装方式相比,该安装形式受力好,以往安装在通信塔架上水平轴风力发电机组都是采纳支撑结构且不具有超速爱护功能,而本有用新型采纳悬挂结构,受力与振动都较以往方式有改善,且在风速过大时自动下偏,限制风力发电机的转速,爱护风力发电机自身;本有用新型安装在通信塔架上,和一般的风力发电机组和光伏组件等相比,不占用多余空间,免去了使用部门征地和地基施工等庞杂费用;通信塔架分布范围广、高度高、内部空间大,本有用新型可直接安装在通信塔架上,省略一般风力发电机组中的塔架部分,节约了塔架生产和运输两方面的成本;解决无电地区通信设施的供电问题。

由于我国幅员宽阔,相当一部分通信基站都建立在海拔较高,人烟稀有,交通运输不便的地方,使得通信设施的供电成为一个难题。

协作安装在通信塔架上的风力发电机组,既能节省安装风力发电机组的成本,又能解决通信设施的供电问题,同时还能节能减排。

图1为本有用新型结构示意图。

图2为本有用新型双回转及限位爱护结构示意图。

图3为本有用新型双回转及限位爱护结构局部放大示意图。

详细实施方式下面对本有用新型的实施例作具体说明,本实施例在以本有用新型技术方案为前提下进行实施,给出了具体的实施方式和详细的操作过程,但本有用新型的爱护范围不限于下述的实施例。

如图1所示,本实施例包括支撑臂1、悬吊杆2、风轮系统3、发电机4、尾舵系统5和双回转机构6,其中支撑臂1固定设置于通信塔架11的外侧,双回转机构6的两端分别与发电机4和悬吊杆2固定连接,发电机4的前端与风轮系统3固定连接,发电机4的尾端与尾舵系统5固定连接。

所述的发电机4与尾舵系统5均为水平安置。

如图2及图3所示,所述的双回转机构包括限位爱护机构7、回转机构8和摇摆机构9,其中回转机构8的上端与悬吊杆2固定连接,摇摆机构9与发电机4固定连接,回转机构8与摇摆机构9固定连接,限位爱护机构7固定设置于摇摆机构9的外侧并与发电机4相接触。

所述的限位爱护机构7为空心外壳结构,该限位爱护机构7的后部设有凹槽10,凹槽10的外形与发电机4的外壳外形相对应。

限位爱护机构用来限制电机下偏爱护的角度,并起到连接水平转轴和竖直转轴的作用。

当发电机4向下摇摆时,发电机4的外壳与限位爱护机构7的凹槽部分接触,限位爱护机构7给发电机4一个应力,限制发电机4连续摇摆。

当发电机4不再受风推力时,发电机4在重力作用向反方向摇摆,当发电机壳接触到限位爱护机构7时,再由限位爱护机构7给发电机一个应力,限制发电机连续摇摆。

所述的回转机构8为水平轴承结构,由于风轮系统3、发电机4以及尾舵系统5都是固定连接的,使得尾舵系统5在受风推力时能带动风力发电机4在水平方向自由旋转,从而使得风轮系统3自动对风。

所述的摇摆机构9为竖直轴承结构,由于风轮系统3、发电机4以及尾舵系统5都是固定连接的,而风轮系统3在受风转动时同时受到风的推力,这个推力的大小仅仅和风轮的尺寸,空气密度以及风速相关联,风轮的尺寸是固定的,而空气密度在特定的时段和地点也是固定的,在风速渐渐增大使得风轮系统3受到风的推力也渐渐增大时,带动发电机4在竖直方向进行旋转。

权利要求一种具有限位装置的水平轴风力发电机组,包括支撑臂、悬吊杆、风轮系统、发电机、尾舵系统和双回转机构,其特征在于支撑臂固定设置于通信塔架的外侧,双回转机构的两端分别与发电机和悬吊杆固定连接,发电机的前端与风轮系统固定连接,发电机的尾端与尾舵系统固定连接。

,其特征是,所述的发电机与尾舵系统均为水平安置。

,其特征是,所述的双回转机构包括限位爱护机构、回转机构和摇摆机构,其中回转机构的上端与悬吊杆固定连接,摇摆机构与发电机