一种风电机组风轮可变预锥角装置及使用方法与流程

本发明属于水平轴风力机设备领域，特别涉及一种风电机组风轮可变预锥角装置及使用方法。

背景技术：

能源是社会经济和人类生活的主要物质基础，是驱动社会发展的动力。然而，作为世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然气等不可再生的能源的储量日趋减少，世界上很多国家都在发展风力发电，风力发电作为新能源，已经形成了较为成熟的规模。

风轮是吸收风能的最重要部件之一。风流经叶片，叶片表面扰流作用，形成扭矩和推力，叶片随之发生变形，当风速变化时，扭矩在变化，叶片净空也在变化。为了解决净空问题，风轮设计仰角，叶片采用预锥角设计。由于常规机组的风轮预锥角是固定的，当机组大型化发展，大型风电机组长柔叶尖变形可达7-8米时，如果设计过小无法满足净空要求，会导致叶片变形与塔筒相撞；如果设计过大会影响风轮的有效扫风面积，降低发电量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种风电机组风轮可变预锥角装置及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明结构新颖，使用时通过电动推杆推动叶片同时向内部或外部倾斜，从而改变叶片锥角，面对不同风速要求进行调整，小风速时叶片载荷小变形小时，可以减小预锥角增加扫风面积，提高发电量；大风速或叶片变形大的情况下，增加预锥角降低净空风险，提高机组安全性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种风电机组风轮可变预锥角装置，包括连接座、轮毂、叶根和叶片；

连接座外部安装有轮毂，轮毂上连接有叶根连接段，叶根连接段上连接有叶根，叶根上连接有叶片；

连接座上均布有三个凸柱；凸柱的顶部设有齿轮圈，齿轮圈的内壁上开有固定槽，变桨轴承通过固定槽安装在齿轮圈中；

叶根固定在所述变桨轴承上；

所述叶根上开有开槽，所述开槽的内部安装有固定板，所述固定板连接位于开槽外侧的电机座，所述电机座上安装有电机；电机的输出轴连接有齿牙辊，齿牙辊与齿轮圈啮合。

本发明进一步的改进在于：所述连接座的内壁上安装有第一电动推杆，所述第一电动推杆的数量为四个，所述第一电动推杆之间呈正方形分布，所述第一电动推杆的活动端与变桨轴承相配合。

本发明进一步的改进在于：所述连接座的内部连接有底座，所述底座上安装有第二电动推杆，所述固定板位于开槽内的一侧连接有限位柱，所述限位柱与第二电动推杆相配合。

本发明进一步的改进在于：所述开槽的内部固定有支撑弹簧，所述支撑弹簧的一端固定在开槽的侧壁上，另一端固定在固定板上。

本发明进一步的改进在于：所述变桨轴承的外壁连接有至少两个固定杆，所述固定杆上安装有轴承，所述固定杆通过轴承安装在固定槽的内部。

本发明进一步的改进在于：所述叶根连接段的顶部开有环槽，所述环槽的内部安装有两块弧形板；两块弧形板之间的缝隙与叶根相配合。

本发明进一步的改进在于：所述弧形板的外弧面上连接有若干外杆，所述外杆的内部安装有内杆。

本发明进一步的改进在于：所述外杆的内部开有空腔，所述空腔内安装有弹簧，所述外杆通过所述弹簧连接所述内杆。

一种风电机组风轮可变预锥角装置的使用方法，包括以下步骤：

启动电机带动齿牙辊进行旋转，齿牙辊与齿轮圈相配合，通过固定板拨动叶根，带动叶片和变桨轴承在固定槽内部同步旋转；

通过任意对立的第一电动推杆推动变桨轴承进行倾斜，倾斜时通过第一电动推杆相配合对变桨轴承进行支撑限位固定使用；叶片倾斜时对弧形板进行挤压，通过外杆内部的弹簧使内杆进行位移，适应叶片的倾斜。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

本发明一种风电机组风轮可变预锥角装置，叶根固定在所述变桨轴承上；叶根上开有开槽，开槽的内部安装有固定板，固定板连接位于开槽外侧的电机座，电机座上安装有电机；电机的输出轴连接有齿牙辊，齿牙辊与齿轮圈啮合；通过控制电机转动，就可以通过固定板拨动叶根带动整个叶片和变桨轴承同步旋转。

进一步的，连接座的内壁上安装有第一电动推杆，第一电动推杆的数量为四个，第一电动推杆之间呈正方形分布，第一电动推杆的活动端与变桨轴承相配合；使用时通过电动推杆为变桨轴承提供支撑力时，通过电动推杆可推动变桨轴承进行倾斜，从而变桨轴承带动叶片进行倾斜，从而改变叶片锥角，在风速较小时，减小叶片锥角，增大扫风面积，提高了产能效率；在风速较大或叶片形变较大时，增大叶片锥角，避免叶片因变形与塔筒相撞，损坏设备。

进一步的，该风电机组风轮可变预锥角装置通过电动推杆推动电机上的齿牙辊与齿轮圈进行分离，从而使叶片整体进行倾斜，叶片与弧形板相配合进行倾斜，弧形板为叶根连接段的内部提供密封性，避免脏物的进入，降低维护成本增长使用寿命。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种风电机组风轮可变预锥角装置的结构示意图；

图2为本发明一种风电机组风轮可变预锥角装置的连接座与叶片的结构示意图；

图3为本发明一种风电机组风轮可变预锥角装置的连接座与固定槽的结构示意图；

图4为本发明一种风电机组风轮可变预锥角装置的变桨轴承与第一电动推杆的结构示意图；

图5为本发明一种风电机组风轮可变预锥角装置的连接座的剖面结构示意图；

图6为本发明一种风电机组风轮可变预锥角装置的叶根连接段与弧形板的结构示意图；

图7为本发明一种风电机组风轮可变预锥角装置的弧形板的结构示意图。

图中：1、塔筒；2、机舱；3、主轴；4、轮毂；5、叶根连接段；6、叶片；7、叶根；8、内杆；9、连接座；10、齿轮圈；11、变桨轴承；12、螺纹孔；13、固定盘；14、紧固螺栓；15、开槽；16、固定板；17、电机座；18、电机；19、齿牙辊；20、第一电动推杆；21、固定槽；22、第二电动推杆；23、固定杆；24、轴承；25、底座；26、支撑弹簧；27、限位柱；28、环槽；29、弧形板；30、外杆。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

实施例1

请参阅图1至图7，本发明提供一种风电机组风轮可变预锥角装置，包括塔筒1，塔筒1的顶部安装有机舱2，机舱2上安装有主轴3，主轴3的另一端连接有连接座9；连接座9外部安装有轮毂4，轮毂4上连接有叶根连接段5，叶根连接段5上连接有叶根7，叶根7上连接有叶片6。

连接座9呈y形布置，包括三个凸柱91；三个凸柱91均匀布置，相互之间的夹角为120°。凸柱91的顶部设有齿轮圈10，齿轮圈10的内壁上开有固定槽21，变桨轴承11通过固定槽21安装在齿轮圈10中，变桨轴承11上开有螺纹孔12。叶根7底部设有固定盘13，固定盘14通过紧固螺栓14与螺纹孔12螺纹连接，固定在变桨轴承11上。变桨轴承11上连接有固定杆23，固定杆23上安装有轴承24，固定杆23通过轴承24安装在固定槽21的内部。

叶根7上开有开槽15，开槽15的内部安装有固定板16，固定板16连接有位于开槽15外侧的电机座17，电机座17上安装有电机18。电机18的输出轴连接有齿牙辊19，齿牙辊19与齿轮圈10啮合。

连接座9的内壁上安装有第一电动推杆20，第一电动推杆20的数量为四个，第一电动推杆20之间呈正方形分布，第一电动推杆20的活动端与变桨轴承11相配合。

连接座9的内部连接有底座25，底座25上安装有三个第二电动推杆22，固定板16位于开槽15内的一侧连接有限位柱27，限位柱27与对应的第二电动推杆22相配合。第二电动推杆22伸长可以通过限位柱27带动固定板16，进而带动齿牙辊19脱离齿轮圈10，使得整个叶片能够调整整体倾斜。

开槽15中固定有支撑弹簧26，支撑弹簧26的一端固定在开槽15的侧壁上，另一端固定在固定板16上。

叶根连接段5的顶部开有环槽28，环槽28的内部安装有两块弧形板29；两块弧形板29之间的缝隙与叶根7相配合。

弧形板29的外弧面上连接有至少三个均布的外杆30，外杆30的内部安装有内杆8；内杆8和外杆30通过弹簧弹性连接，内杆8能够受力缩回外杆30中，进而改变弧形板29的位置。

实施例2

本发明还提供一种风电机组风轮可变预锥角装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：通过发电完成后的电源给内部的用电器提供所需的电能，各个设备安装完成后，通过风能的吹动下使叶片6进行旋转，叶片6的旋转使轮毂4和主轴3进行旋转，从而主轴3将动能传递转化为电能使用。

步骤二：根据不同情况下调整叶片6的预锥角，在使用时根据风向的不同，启动电机18带动齿牙辊19进行旋转，齿牙辊19与齿轮圈10相配合，通过固定板16拨动叶根7，使叶片6通过固定盘13在变桨轴承11上进行旋转，调整角度；变桨轴承11通过固定杆23和轴承24在固定槽21的内部进行旋转。

步骤三：需要调整叶片6预锥角，第二电动推杆22伸长通过限位柱27带动固定板16，进而带动齿牙辊19脱离齿轮圈10，使得整个叶片能够调整整体倾斜；通过任意对立的第一电动推杆20推动变桨轴承11进行倾斜，倾斜时通过第一电动推杆20相配合对变桨轴承11进行支撑限位固定使用，从而根据不同情况下进行调整使用，叶片6倾斜时对弧形板29进行挤压，通过外杆30内部的弹簧使内杆8进行位移，从而根据叶片6的倾斜而倾斜移动。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。