具有限位裝置的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法

具有限位裝置的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法

具有限位裝置的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法專利名稱:具有限位裝置的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法技術(shù)領(lǐng)域:本有用新型涉及的是一種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,詳細(xì)是一種具有限位裝置的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù):風(fēng)力發(fā)電是目前普遍應(yīng)用的可再生能源之一,但是風(fēng)力發(fā)電存在難以解決的難題,,大風(fēng)時(shí)高速轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)輪損壞甚至燒毀發(fā)電機(jī);,如何依據(jù)風(fēng)向的轉(zhuǎn)變調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)的對(duì)風(fēng)方向。

風(fēng)輪側(cè)偏是微小型風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中風(fēng)輪超速愛(ài)護(hù)的一種形式,歸結(jié)起來(lái)主要有側(cè)翼式和偏心式兩種結(jié)構(gòu)。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)覺(jué),1456804,公開(kāi)日2023-11_19,記載了一種“小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾板側(cè)偏自保裝置”,該技術(shù)的風(fēng)鏟的下端固定連接曲柄,曲柄通過(guò)鉸軸安裝在發(fā)電機(jī)尾桿上,曲柄的另一端連接銷子,銷子插在滑套中,滑套中活動(dòng)套裝有滑桿,滑桿上帶有與銷子協(xié)作使用的銷子槽,滑桿的一端連接彈簧,另一端連接拉線,拉線的另一端連接拉桿,拉桿固定安裝在活動(dòng)尾板上。

上述技術(shù)屬于側(cè)翼式結(jié)構(gòu),該種愛(ài)護(hù)方式是依靠彈簧進(jìn)行復(fù)位,而彈簧在用一段時(shí)間后就簡(jiǎn)單變形,造成復(fù)位力矩轉(zhuǎn)變,另外彈簧在空氣中很簡(jiǎn)單銹蝕。

即使加以處理,彈簧機(jī)構(gòu)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)上也不太抱負(fù)牢靠。

而另一種偏心式結(jié)構(gòu)的愛(ài)護(hù)原理是風(fēng)輪偏置安裝,具有一個(gè)偏心距,尾舵系統(tǒng)和機(jī)座是鉸接的,這個(gè)鉸接軸不是垂直于側(cè)偏轉(zhuǎn)軸,而是向后和向側(cè)各傾斜一個(gè)角度,當(dāng)尾舵系統(tǒng)從初始位置轉(zhuǎn)到折尾愛(ài)護(hù)位置時(shí),隨著尾舵系統(tǒng)重心位置在風(fēng)輪側(cè)偏過(guò)程中的抬高,就會(huì)產(chǎn)生重力回位力矩。

從物理學(xué)中的得知物體只有在能量最小的位置才能達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài),故尾舵系統(tǒng)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,它就要建立一種新的平衡,那么它只有在和風(fēng)輪側(cè)偏時(shí)產(chǎn)生的力矩相等,才能產(chǎn)生一種穩(wěn)定的平衡。

由于這種機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)涉及的參數(shù)較多,不簡(jiǎn)單精確?????解決參數(shù)之間各個(gè)量的關(guān)系,風(fēng)輪的氣動(dòng)力在側(cè)偏時(shí),還缺少精確?????的計(jì)算,另外由于風(fēng)的大小和風(fēng)向的變化都是隨機(jī)的,它們時(shí)時(shí)刻刻都在變,在很短的時(shí)間內(nèi)可產(chǎn)生很大幅度的變化,風(fēng)輪受力狀況極為簡(jiǎn)單,所以該種方式的設(shè)計(jì),不能只停留在理論計(jì)算上,還需試驗(yàn)測(cè)試,但牽引臺(tái)牽引試驗(yàn)以及風(fēng)洞試驗(yàn)都不能完全正確描述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特征。

有用新型內(nèi)容本有用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足,供應(yīng)一種具有限位裝置的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,將垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝在通信塔架內(nèi)部,這樣既能免去安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架成本,節(jié)省空間,又能為通信基站設(shè)備供應(yīng)綠色、清潔的能源,節(jié)能減排。

本有用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的,本有用新型包括支撐臂、懸吊桿、風(fēng)輪系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、尾舵系統(tǒng)和雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),其中支撐臂固定設(shè)置于通信塔架的外側(cè),雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的兩端分別與發(fā)電機(jī)和懸吊桿固定連接,發(fā)電機(jī)的前端與風(fēng)輪系統(tǒng)固定連接,發(fā)電機(jī)的尾端與尾舵系統(tǒng)固定連接,所述的發(fā)電機(jī)與尾舵系統(tǒng)均為水平安置。

所述的雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和搖擺機(jī)構(gòu),其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的上端與懸吊桿固定連接,搖擺機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)固定連接,回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與搖擺機(jī)構(gòu)固定連接,限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)固定設(shè)置于搖擺機(jī)構(gòu)的外側(cè)并與發(fā)電機(jī)相接觸。

所述的限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)為空心外殼結(jié)構(gòu),該限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)的后部設(shè)有凹槽,所述的凹槽的外形與發(fā)電機(jī)的外殼外形相對(duì)應(yīng)。

所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為水平軸承結(jié)構(gòu)。

所述的搖擺機(jī)構(gòu)為豎直軸承結(jié)構(gòu)。

限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)用來(lái)限制電機(jī)下偏愛(ài)護(hù)的角度,并起到連接水平轉(zhuǎn)軸和豎直轉(zhuǎn)軸的作用。

當(dāng)發(fā)電機(jī)向下?lián)u擺時(shí),發(fā)電機(jī)的外殼與限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)的凹槽部分接觸,限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)給發(fā)電機(jī)一個(gè)應(yīng)力,限制發(fā)電機(jī)連續(xù)搖擺。

當(dāng)發(fā)電機(jī)不再受風(fēng)推力時(shí),發(fā)電機(jī)在重力作用向反方向搖擺,當(dāng)電機(jī)殼接觸到限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)時(shí),再由限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)給發(fā)電機(jī)一個(gè)應(yīng)力,限制發(fā)電機(jī)連續(xù)搖擺。

本有用新型具有以下主要優(yōu)點(diǎn)傳統(tǒng)的側(cè)偏方式,對(duì)風(fēng)和愛(ài)護(hù)的功能都由尾舵系統(tǒng)來(lái)完成,尾舵系統(tǒng)的側(cè)偏是靠重力產(chǎn)生的回位力矩和風(fēng)力產(chǎn)生的氣動(dòng)力矩共同作用而形成的。

側(cè)偏時(shí)風(fēng)輪和尾舵系統(tǒng)的受力特別簡(jiǎn)單,理論計(jì)算不能完全擬合出實(shí)際工作時(shí)的工況,還需反復(fù)試驗(yàn)測(cè)試去修正計(jì)算結(jié)果,設(shè)計(jì)過(guò)程特別繁瑣。

而本有用新型中,尾舵系統(tǒng)僅僅是起到對(duì)風(fēng)的作用,而大風(fēng)時(shí)的超速愛(ài)護(hù)功能是風(fēng)能對(duì)風(fēng)輪的推力矩實(shí)現(xiàn)的,推力僅僅和風(fēng)輪的尺寸、風(fēng)速、空氣密度相關(guān)聯(lián),設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)便清楚,計(jì)算受力時(shí)無(wú)需相互迭代,可以精密的計(jì)算出風(fēng)力發(fā)電機(jī)的起始愛(ài)護(hù)點(diǎn),離散性很小;和傳統(tǒng)的安裝方式相比,該安裝形式受力好,以往安裝在通信塔架上水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都是采納支撐結(jié)構(gòu)且不具有超速愛(ài)護(hù)功能,而本有用新型采納懸掛結(jié)構(gòu),受力與振動(dòng)都較以往方式有改善,且在風(fēng)速過(guò)大時(shí)自動(dòng)下偏,限制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,愛(ài)護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)自身;本有用新型安裝在通信塔架上,和一般的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏組件等相比,不占用多余空間,免去了使用部門征地和地基施工等龐雜費(fèi)用;通信塔架分布范圍廣、高度高、內(nèi)部空間大,本有用新型可直接安裝在通信塔架上,省略一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的塔架部分,節(jié)約了塔架生產(chǎn)和運(yùn)輸兩方面的成本;解決無(wú)電地區(qū)通信設(shè)施的供電問(wèn)題。

由于我國(guó)幅員寬闊,相當(dāng)一部分通信基站都建立在海拔較高,人煙稀有,交通運(yùn)輸不便的地方,使得通信設(shè)施的供電成為一個(gè)難題。

協(xié)作安裝在通信塔架上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,既能節(jié)省安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的成本,又能解決通信設(shè)施的供電問(wèn)題,同時(shí)還能節(jié)能減排。

圖1為本有用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本有用新型雙回轉(zhuǎn)及限位愛(ài)護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本有用新型雙回轉(zhuǎn)及限位愛(ài)護(hù)結(jié)構(gòu)局部放大示意圖。

詳細(xì)實(shí)施方式下面對(duì)本有用新型的實(shí)施例作具體說(shuō)明,本實(shí)施例在以本有用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施,給出了具體的實(shí)施方式和詳細(xì)的操作過(guò)程,但本有用新型的愛(ài)護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1所示,本實(shí)施例包括支撐臂1、懸吊桿2、風(fēng)輪系統(tǒng)3、發(fā)電機(jī)4、尾舵系統(tǒng)5和雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6,其中支撐臂1固定設(shè)置于通信塔架11的外側(cè),雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6的兩端分別與發(fā)電機(jī)4和懸吊桿2固定連接,發(fā)電機(jī)4的前端與風(fēng)輪系統(tǒng)3固定連接,發(fā)電機(jī)4的尾端與尾舵系統(tǒng)5固定連接。

所述的發(fā)電機(jī)4與尾舵系統(tǒng)5均為水平安置。

如圖2及圖3所示,所述的雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)7、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8和搖擺機(jī)構(gòu)9,其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8的上端與懸吊桿2固定連接,搖擺機(jī)構(gòu)9與發(fā)電機(jī)4固定連接,回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8與搖擺機(jī)構(gòu)9固定連接,限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)7固定設(shè)置于搖擺機(jī)構(gòu)9的外側(cè)并與發(fā)電機(jī)4相接觸。

所述的限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)7為空心外殼結(jié)構(gòu),該限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)7的后部設(shè)有凹槽10,凹槽10的外形與發(fā)電機(jī)4的外殼外形相對(duì)應(yīng)。

限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)用來(lái)限制電機(jī)下偏愛(ài)護(hù)的角度,并起到連接水平轉(zhuǎn)軸和豎直轉(zhuǎn)軸的作用。

當(dāng)發(fā)電機(jī)4向下?lián)u擺時(shí),發(fā)電機(jī)4的外殼與限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)7的凹槽部分接觸,限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)7給發(fā)電機(jī)4一個(gè)應(yīng)力,限制發(fā)電機(jī)4連續(xù)搖擺。

當(dāng)發(fā)電機(jī)4不再受風(fēng)推力時(shí),發(fā)電機(jī)4在重力作用向反方向搖擺,當(dāng)發(fā)電機(jī)殼接觸到限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)7時(shí),再由限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)7給發(fā)電機(jī)一個(gè)應(yīng)力,限制發(fā)電機(jī)連續(xù)搖擺。

所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8為水平軸承結(jié)構(gòu),由于風(fēng)輪系統(tǒng)3、發(fā)電機(jī)4以及尾舵系統(tǒng)5都是固定連接的,使得尾舵系統(tǒng)5在受風(fēng)推力時(shí)能帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)4在水平方向自由旋轉(zhuǎn),從而使得風(fēng)輪系統(tǒng)3自動(dòng)對(duì)風(fēng)。

所述的搖擺機(jī)構(gòu)9為豎直軸承結(jié)構(gòu),由于風(fēng)輪系統(tǒng)3、發(fā)電機(jī)4以及尾舵系統(tǒng)5都是固定連接的,而風(fēng)輪系統(tǒng)3在受風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同時(shí)受到風(fēng)的推力,這個(gè)推力的大小僅僅和風(fēng)輪的尺寸,空氣密度以及風(fēng)速相關(guān)聯(lián),風(fēng)輪的尺寸是固定的,而空氣密度在特定的時(shí)段和地點(diǎn)也是固定的,在風(fēng)速漸漸增大使得風(fēng)輪系統(tǒng)3受到風(fēng)的推力也漸漸增大時(shí),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)4在豎直方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

權(quán)利要求一種具有限位裝置的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,包括支撐臂、懸吊桿、風(fēng)輪系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、尾舵系統(tǒng)和雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),其特征在于支撐臂固定設(shè)置于通信塔架的外側(cè),雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的兩端分別與發(fā)電機(jī)和懸吊桿固定連接,發(fā)電機(jī)的前端與風(fēng)輪系統(tǒng)固定連接,發(fā)電機(jī)的尾端與尾舵系統(tǒng)固定連接。

,其特征是,所述的發(fā)電機(jī)與尾舵系統(tǒng)均為水平安置。

,其特征是,所述的雙回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括限位愛(ài)護(hù)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和搖擺機(jī)構(gòu),其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的上端與懸吊桿固定連接,搖擺機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)