一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電是通過風(fēng)力驅(qū)動(dòng)槳葉產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，使風(fēng)能變成機(jī)械能作用在驅(qū)動(dòng)軸上，再通過變速箱和高速軸驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。當(dāng)風(fēng)速高于設(shè)計(jì)指標(biāo)的額定風(fēng)速時(shí)，因槳葉自身材料強(qiáng)度有限，風(fēng)力機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速必須在設(shè)計(jì)指標(biāo)的額定轉(zhuǎn)速之內(nèi)；在風(fēng)力超速時(shí)，必須采取緊急風(fēng)機(jī)剎車及順槳調(diào)節(jié)，保證風(fēng)力機(jī)設(shè)備安全。現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)力機(jī)防超速主要是變槳距控制，或主動(dòng)失速控制、或機(jī)械剎車措施。在變槳距制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，大多根據(jù)風(fēng)速儀、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速或輸出功率提供的制動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行限速保護(hù)。鑒于風(fēng)力變化不定，且由于風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和測(cè)量方法局限性的限制，不能對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)及時(shí)準(zhǔn)確的限速保護(hù)。在已有技術(shù)中，限速主要通過飛錘離心力直接啟動(dòng)液壓栗或觸發(fā)離合器，增加或減少串并聯(lián)發(fā)電機(jī)的數(shù)量，對(duì)其風(fēng)機(jī)進(jìn)行限速保護(hù)。其弊端是:1.這種控制方式通過飛錘在離心力下的旋轉(zhuǎn)與接觸開關(guān)類部件接觸，接觸開關(guān)類部件將風(fēng)速變化信號(hào)輸出到變漿距執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于風(fēng)速變化的大小和方向不穩(wěn)定，并且這種瞬間變化的頻率和幅度也很大，飛錘與裝置中的部件存在接觸產(chǎn)生摩擦作用，使風(fēng)機(jī)限速調(diào)節(jié)不夠準(zhǔn)確，精度低;2.啟動(dòng)裝置中的部件因摩擦極易磨損，會(huì)降低風(fēng)機(jī)設(shè)備的壽命，增加了風(fēng)機(jī)保養(yǎng)維護(hù)工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它應(yīng)具有變漿距測(cè)速信號(hào)感應(yīng)靈敏度高，變槳距控制及時(shí)準(zhǔn)確，防超速裝置部件無接觸磨損，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低風(fēng)力機(jī)維護(hù)成本的特點(diǎn)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括風(fēng)機(jī)槳葉輪、主傳動(dòng)軸、變速箱和發(fā)電機(jī);所述風(fēng)機(jī)槳葉輪安裝在主傳動(dòng)軸左端部，主傳動(dòng)軸右端與變速箱左側(cè)輸入端連接，變速箱右側(cè)輸出端與發(fā)電機(jī)連接;還設(shè)有一個(gè)CPU控制器、測(cè)速機(jī)構(gòu)和變槳距執(zhí)行器，所述變槳距執(zhí)行器連接在風(fēng)機(jī)槳葉輪與主傳動(dòng)軸之間，所述(PU控制器依據(jù)測(cè)速機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)控制變槳距執(zhí)行器的變槳距電機(jī)M的動(dòng)作；
[0005]所述測(cè)速機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤、擺桿、磁球體、非接觸式傳感器和保護(hù)殼;所述保護(hù)殼位于變速箱下面，所述轉(zhuǎn)盤位于保護(hù)殼內(nèi)部中心，所述擺桿一端連接磁球體，另一端與轉(zhuǎn)盤外周鉸接，所述非接觸式傳感器安裝在保護(hù)殼的周壁上，在擺桿處于水平狀態(tài)時(shí)磁球體與非接觸式傳感器之間間隙最小，轉(zhuǎn)盤與變速箱之間設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0006]上述具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述非接觸式傳感器與CPU控制器之間以及CPU控制器與變槳距執(zhí)行器之間均連接信號(hào)線纜，在變槳距執(zhí)行器與CPU控制器之間還設(shè)有變槳距反饋信號(hào)線纜。
[0007]上述具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為立軸，所述立軸上端與變速箱的下部輸出端連接，立軸下端與轉(zhuǎn)盤同心連接。
[0008]上述具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述非接觸式傳感器的數(shù)量為多個(gè)，并均布在保護(hù)殼的周壁上。
[0009]上述具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，增設(shè)箱體，所述保護(hù)殼固定在箱體內(nèi)部。
[0010]本發(fā)明提供的這種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在風(fēng)力超速時(shí)，風(fēng)力驅(qū)動(dòng)槳葉輪旋轉(zhuǎn)，使擺桿上的磁球體高速旋轉(zhuǎn)，磁球體產(chǎn)生離心力與磁力傳感器接近，CPU接受磁力傳感器的磁感應(yīng)信號(hào)對(duì)變槳距控制器發(fā)出指令，控制槳葉輪改變槳距，控制槳葉輪符合額定轉(zhuǎn)速。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，方便維護(hù)，具有變漿距測(cè)速信號(hào)感應(yīng)靈敏度高，變槳距控制及時(shí)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，防超速裝置部件無接觸磨損，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高發(fā)電效率，保障設(shè)備安全，降低風(fēng)力機(jī)維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為CPU控制器和變槳距控制器系統(tǒng)示意圖；
[0013]圖3為變槳距執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中各部件標(biāo)號(hào)為:風(fēng)機(jī)槳葉輪1、變槳距執(zhí)行器2、傳動(dòng)主軸3、變速箱4、傳動(dòng)軸5、發(fā)電機(jī)6、CPU控制器7、非接觸式傳感器8、磁球體9、擺桿1、保護(hù)殼11、轉(zhuǎn)盤12、箱體13、立軸14、風(fēng)機(jī)槳葉15、蝸桿16、渦輪17、變槳距電機(jī)M、變槳距執(zhí)行信號(hào)S1、變槳距反饋信號(hào)S2、變槳距繼電器J。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參見圖1、2;本發(fā)明提供的風(fēng)力機(jī)防超速裝置，因?yàn)榱⑤S14連接在變速箱4與轉(zhuǎn)盤12之間，在風(fēng)力超速驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)槳葉輪I旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)盤12帶動(dòng)擺桿10高速旋轉(zhuǎn)，磁球體9產(chǎn)生離心力與非接觸式傳感器8接近，非接觸式傳感器8將感應(yīng)信號(hào)傳給CPU控制器7，CPU控制器7對(duì)變槳距執(zhí)行器2發(fā)出指令，變槳距執(zhí)行器2上的變槳距繼電器J控制變槳距電機(jī)M動(dòng)作，變槳距電機(jī)M上裝有蝸桿16，風(fēng)機(jī)槳葉15的根部裝有與蝸桿16相嚙合的蝸輪17，變槳距電機(jī)M驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)槳葉15轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)機(jī)槳葉15角度改變，控制風(fēng)機(jī)槳葉輪I調(diào)整至符合額定轉(zhuǎn)速。在擺桿10處于水平狀態(tài)時(shí)磁球體9與非接觸式傳感器8之間間隙最小，可使磁球體9與非接觸式傳感器8距離最近，提高感應(yīng)信號(hào)的靈敏度，非接觸式傳感器8的數(shù)量為多個(gè)并均布在保護(hù)殼11的周壁上，這些傳感器安裝在沿周壁不同的高度，同一高度的傳感器輸出的多個(gè)輸出信號(hào)采用與邏輯，這樣可以增加風(fēng)機(jī)葉片變動(dòng)的穩(wěn)定裕度，防止過頻改變，以減緩瞬間風(fēng)速變動(dòng)對(duì)葉片強(qiáng)度的沖擊。在風(fēng)力超速時(shí)，CPU控制器7可接收到均衡后的輸出信號(hào)，使風(fēng)機(jī)槳葉輪I準(zhǔn)確及時(shí)變槳。非接觸式傳感器8可采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，這種小型封閉式傳感器，具有抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、功耗小、使用溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。在風(fēng)力減速時(shí)，變槳距反饋信號(hào)S2輸入CPU控制器7，CPU控制器7發(fā)出指令，使變槳距執(zhí)行器2的變槳距電機(jī)M動(dòng)作，控制槳葉恢復(fù)正常角度，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)連續(xù)穩(wěn)定工作。保護(hù)殼11采用非鐵磁的銅鋁材質(zhì)或塑料材質(zhì)，可以避免干擾磁球體9的觸發(fā)功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括風(fēng)機(jī)槳葉輪(I)、主傳動(dòng)軸(3)、變速箱(4)和發(fā)電機(jī)(6);所述風(fēng)機(jī)槳葉輪(I)安裝在主傳動(dòng)軸(3)左端部，主傳動(dòng)軸(3)右端與變速箱(4)左側(cè)輸入端連接，變速箱(4)右側(cè)輸出端與發(fā)電機(jī)(6)連接;其特征在于:還設(shè)有一個(gè)CPU控制器7、測(cè)速機(jī)構(gòu)和變槳距執(zhí)行器(2)，所述變槳距執(zhí)行器(2)連接在風(fēng)機(jī)槳葉輪(I)與主傳動(dòng)軸(3)之間，所述CPU控制器(7)依據(jù)測(cè)速機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)控制變槳距執(zhí)行器(2)的變槳距電機(jī)M的動(dòng)作； 所述測(cè)速機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤(12)、擺桿(10)、磁球體(9)、非接觸式傳感器(8)和保護(hù)殼(11);所述保護(hù)殼(11)位于變速箱(4)下面，所述轉(zhuǎn)盤(12)位于保護(hù)殼(11)內(nèi)部中心，所述擺桿(10) —端連接磁球體(9)，另一端與轉(zhuǎn)盤(12)外周鉸接，所述非接觸式傳感器(8)安裝在保護(hù)殼(11)的周壁上，在擺桿(10)處于水平狀態(tài)時(shí)磁球體(9)與非接觸式傳感器(8)之間間隙最小，轉(zhuǎn)盤(12)與變速箱(4)之間設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述非接觸式傳感器(8)與CPU控制器(7)之間以及CPU控制器(7)與變槳距執(zhí)行器(2)之間均連接信號(hào)線纜，在變槳距執(zhí)行器(2)與CPU控制器(7)之間還設(shè)有變槳距反饋信號(hào)線纜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為立軸(14)，所述立軸(14)上端與變速箱(4)的下部輸出端連接，立軸(14)下端與轉(zhuǎn)盤(12)同心連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述非接觸式傳感器(8)的數(shù)量為多個(gè)，并均布在保護(hù)殼(11)的周壁上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:增設(shè)箱體(13)，所述保護(hù)殼(11)固定在箱體(13)內(nèi)部。
【專利摘要】一種具有防超速性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括風(fēng)機(jī)槳葉輪、傳動(dòng)軸、變速箱和發(fā)電機(jī)；所述風(fēng)機(jī)槳葉輪安裝在傳動(dòng)軸左端部，傳動(dòng)軸右端與變速箱左側(cè)輸入端連接，變速箱右側(cè)輸出端與發(fā)電機(jī)連接；還設(shè)有一個(gè)CPU控制器、測(cè)速機(jī)構(gòu)和變槳距電機(jī)M，所述CPU控制器依據(jù)測(cè)速機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)控制變槳距電機(jī)M的動(dòng)作。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，方便維護(hù)，變漿距測(cè)速信號(hào)感應(yīng)靈敏度高，變槳距控制及時(shí)準(zhǔn)確，防超速裝置部件無接觸磨損，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
【IPC分類】F03D7/02, F03D9/25, F03D7/04
【公開號(hào)】CN105715460
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610238195
【發(fā)明人】程友良, 王月坤, 渠江曼, 雷朝
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）