一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器

本发明涉及风力发电，具体涉及一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器。

背景技术：

1、叶尖扰流器是大型水平轴风力发电机的空气动力制动装置，位于叶片的叶尖部位。当风力发电机组风轮转速过高时，为避免风力发电机组产生过载，叶尖扰流器将绕轴旋转80～90°以产生气动阻力，使风轮转速下降至安全范围以内。此外，在风力发电机停机时，也会将叶尖扰流器旋转80～90°以产生阻力。

2、现有风力发电机组主要采用液压式叶尖扰流器，其工作机理为：液压系统中的压力油通过液压滑环从机舱进入到轮毂，再通过旋转接头进入叶片根部的液压缸。液压式叶尖扰流器由不锈钢丝绳连接到液压缸活塞上进行控制。由于风力机组工作状态下的轮毂是连续旋转的，长期使用后，液压滑环以及旋转接头会出现老化漏油的情况。同时，由于轮毂处温度受环境影响较大，液压油的黏度受温度影响较大，温度过高或者过低都会影响系统的正常运行。因此，风力发电机组的液压式叶尖扰流器具有较高的故障率。此外，液压系统需要定期维护，进一步推高了风力发电机组的运维成本。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器，以解决传统液压式叶尖扰流器控制系统性能不稳定、漏油及运维成本高等问题。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器，包括叶尖，所述叶尖固定连接在叶尖轴前端，叶尖轴通过两个滑动旋转衬套可转动且可直线运动地安装在叶片上，两个滑动旋转衬套之间安装有螺旋滑槽，螺旋滑槽内设有滑块，滑块与叶尖轴固定连接，螺旋滑槽与叶片固定连接，叶尖轴的后端设有挡块，挡块的后侧设有压缩弹簧，压缩弹簧套装在叶尖轴上，其后端固定在叶片上，前端抵接挡块，叶片尾部安装有控制装置，控制装置内部安装有卷绕机构，卷绕机构通过钢丝绳与叶尖轴尾部连接。

4、进一步地，控制装置内部还安装有plc控制器，plc控制器用于控制卷绕机构牵引或释放钢丝绳，从而使叶尖处于桨距角80～90°的弹出状态或与叶片合为一体的完整叶片状态。

5、进一步地，卷绕机构包括卷绕轮、减速齿轮组、离心离合器、电动机及卷绕制动组件，离心离合器安装于电动机的输出轴上，卷绕轮通过减速齿轮组与离心离合器连接，卷绕轮的外缘部与钢丝绳固定连接，卷绕制动组件用于卷绕轮与离心离合器分离时，防止卷绕轮转动。

6、进一步地，卷绕制动组件包括以卷绕轮圆心为对称中心可转动设置的第一连架杆和第二连架杆，第一连架杆和第二连架杆通过连杆组连接，连杆组可转动安装在卷绕轮的中心轴上，第一连架杆和第二连架杆上均设有卡扣，卷绕轮上设有与卡扣适配的凹槽；第二连架杆的上端从与连杆组连接的连接点穿出且向控制装置上部自由延伸，延伸端的下部固定连接有衔铁，衔铁的一侧设有电磁铁，衔铁的另一侧设有拉伸弹簧，拉伸弹簧一端与控制装置的壳体连接，另一端与第二连架杆的延伸端连接。

7、进一步地，第二连架杆延伸端的上部安装有调节旋钮，调节旋钮可在第二连架杆延伸端的上部上下移动，调节叶尖弹出时的分离力。

8、进一步地，挡块的后侧安装有调心垫块，调心垫块的后侧安装有推力球轴承，调心垫块接触推力球轴承的一面为球形接触面，压缩弹簧前端抵接推力球轴承后侧面。

9、本发明的有益效果：本发明的电控叶尖扰流器，可利用电信号控制叶尖状态，避免了传统液压系统漏油等诸多不利。同时，系统可利用轮毂内现有电源母线进行供电，利用现有通信总线与机舱总控制装置进行通信，大大减少了设备总体成本。

技术特征：

1.一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器，包括叶尖(1)，其特征在于：所述叶尖(1)固定连接在叶尖轴(2)前端，叶尖轴(2)通过两个滑动旋转衬套(21)可转动且可直线运动地安装在叶片(4)上，两个滑动旋转衬套(21)之间安装有螺旋滑槽(3)，螺旋滑槽(3)内设有滑块(31)，滑块(31)与叶尖轴(2)固定连接，螺旋滑槽(3)与叶片(4)固定连接，叶尖轴(2)的后端设有挡块(23)，挡块(23)的后侧设有压缩弹簧(24)，压缩弹簧(24)套装在叶尖轴(2)上，其后端固定在叶片(4)上，前端抵接挡块(23)，叶片(4)尾部安装有控制装置(5)，控制装置(5)内部安装有卷绕机构，卷绕机构通过钢丝绳(25)与叶尖轴(2)尾部连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器，其特征在于：控制装置(5)内部还安装有plc控制器，plc控制器用于控制卷绕机构牵引或释放钢丝绳(25)，从而使叶尖(1)处于桨距角80～90°的弹出状态或与叶片(4)合为一体的完整叶片状态。

3.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器，其特征在于：卷绕机构包括卷绕轮(51)、减速齿轮组(52)、离心离合器(53)、电动机(54)及卷绕制动组件，离心离合器(53)安装于电动机(54)的输出轴上，卷绕轮(51)通过减速齿轮组(52)与离心离合器(53)连接，卷绕轮(51)的外缘部与钢丝绳(25)固定连接，卷绕制动组件用于卷绕轮(51)与离心离合器(53)分离时，防止卷绕轮(51)转动。

4.根据权利要求3所述的一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器，其特征在于：卷绕制动组件包括以卷绕轮(51)圆心为对称中心可转动设置的第一连架杆(511)和第二连架杆(512)，第一连架杆(511)和第二连架杆(512)通过连杆组(510)连接，连杆组(510)可转动安装在卷绕轮(51)的中心轴上，第一连架杆(511)和第二连架杆(512)上均设有卡扣(59)，卷绕轮(51)上设有与卡扣(59)适配的凹槽；第二连架杆(512)的上端从与连杆组连接的连接点穿出且向控制装置上部自由延伸，延伸端的下部固定连接有衔铁(56)，衔铁(56)的一侧设有电磁铁(55)，衔铁(56)的另一侧设有拉伸弹簧(58)，拉伸弹簧(58)一端与控制装置(5)的壳体连接，另一端与第二连架杆(512)的延伸端连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器，其特征在于：第二连架杆(512)延伸端的上部安装有调节旋钮(57)，调节旋钮(57)可在第二连架杆(512)延伸端的上部上下移动，调节叶尖弹出时的分离力。

6.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器，其特征在于：挡块(23)的后侧安装有调心垫块(221)，调心垫块(221)的后侧安装有推力球轴承(22)，调心垫块(221)接触推力球轴承(22)的一面为球形接触面，压缩弹簧(24)前端抵接推力球轴承(22)后侧面。

技术总结
本发明公开了一种用于风力发电机的电控叶尖扰流器，包括叶尖，所述叶尖固定连接在叶尖轴前端，叶尖轴通过两个滑动旋转衬套可转动且可直线运动地安装在叶片上，两个滑动旋转衬套之间安装有螺旋滑槽，螺旋滑槽内设有滑块，滑块与叶尖轴固定连接，螺旋滑槽与叶片固定连接，叶尖轴的后端设有挡块，挡块的后侧设有压缩弹簧，压缩弹簧套装在叶尖轴上，其后端固定在叶片上，前端抵接挡块，叶片尾部安装有控制装置，控制装置内部安装有卷绕机构，卷绕机构通过钢丝绳与叶尖轴尾部连接。本发明的电控叶尖扰流器，可利用电信号控制叶尖状态，避免了传统液压系统漏油等诸多不利因素。

技术研发人员：席仁强,杨嘉晞,王楚辰,单海鹏,刘自强,余立杰,周庆璇
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21