專利名稱：大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于三戟垂直軸風(fēng)輪的失速調(diào)節(jié)裝置，具體的說是一種大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電在世界能源總量中所占的比例逐漸提高，風(fēng)電已成為世界上發(fā)展最快、 最具發(fā)展前景的能源開發(fā)方式之一。垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)近年來得到國際風(fēng)能屆的普遍重視，它具有重心低、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、維護(hù)方便、不需迎風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景。垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要包括垂直軸風(fēng)輪、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、電壓控制輸出單元等。采用風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動永磁發(fā)電機(jī)，是風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展趨勢之一，特別是采用永磁發(fā)電機(jī)技術(shù)，其可靠性和效率高，在今后風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)中將有很大的發(fā)展空間。一種垂直軸風(fēng)力發(fā)動機(jī)的三戟消渦風(fēng)輪(ZL 2008 1 0049517. 4)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的薩布紐斯式風(fēng)輪力矩變化幅度大的不足，渦流損失低，風(fēng)能利用率高，為風(fēng)能利用提供了成本低廉的垂直軸風(fēng)力發(fā)電風(fēng)輪。一種軸向主磁路結(jié)構(gòu)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)(公示號201110215832. 1)可由垂直軸風(fēng)輪驅(qū)動，與風(fēng)輪同軸的軸對稱主磁路結(jié)構(gòu)永磁風(fēng)力發(fā)電裝置可在1. Om/s 25m/s風(fēng)速范圍內(nèi)工作。在室外風(fēng)場運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境下，風(fēng)速變化范圍較寬，甚至?xí)蟠蟪鲲L(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的額定風(fēng)速范圍。直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的垂直軸風(fēng)輪與永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子同步運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)垂直軸風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速超過永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的額定轉(zhuǎn)速后，發(fā)電機(jī)磁路飽和，當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高， 將對發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生惡劣影響，產(chǎn)生永磁體過熱、甚至不可逆退磁等破壞現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)風(fēng)速實(shí)時調(diào)整三戟垂直軸風(fēng)輪的掠風(fēng)面積，以獲得較高的風(fēng)能吸收率，達(dá)到對永磁發(fā)電機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)的目的，同時該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于安裝維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，可為直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定工作提供技術(shù)保護(hù)。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，主要由風(fēng)速儀、垂直軸風(fēng)輪本體、自鎖螺旋傳動裝置和PLC控制單元組成，所述的垂直軸風(fēng)輪本體由風(fēng)輪中心軸、上支撐板、下支撐板和三片相同的活動式風(fēng)輪葉板構(gòu)成，上、下支撐板分別通過軸承組件水平套裝在風(fēng)輪中心軸的兩端，三片活動的風(fēng)輪葉板設(shè)置在上、下支撐板之間，每片風(fēng)輪葉板的下部固連有螺母套，在螺母套上設(shè)有行程定位板，螺母套內(nèi)置具有自鎖功能的螺桿，螺桿與驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動力輸出端相連接，位于風(fēng)輪的上支撐板的下端面設(shè)有滑軌，滑軌軸線與螺桿軸線處于同一垂直面內(nèi)并相互平行，風(fēng)輪葉板上端設(shè)有滑動導(dǎo)柱，滑動導(dǎo)柱位于滑軌內(nèi)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過螺桿、螺母套使風(fēng)輪葉板沿滑軌軸線方向做往復(fù)直線運(yùn)動，每一塊風(fēng)輪葉板行程的兩端在下支撐板上分別設(shè)有內(nèi)行程開關(guān)和外行程開關(guān)，在螺桿的末端還連接有電磁制動器，風(fēng)速儀設(shè)置在風(fēng)輪中心軸的頂部，內(nèi)行程開關(guān)、外行程開關(guān)和風(fēng)速儀的輸出信號分別輸入至PLC控制單元，PLC控制單元具有兩個控制端，一路輸入至電磁制動器，另一路輸入至驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的伺服電機(jī)，PLC控制單元控制伺服電機(jī)，當(dāng)風(fēng)速超過預(yù)設(shè)值時，風(fēng)輪葉板向中心軸方向移動，實(shí)現(xiàn)主動失速，當(dāng)風(fēng)速低于預(yù)設(shè)值時，風(fēng)輪葉板反方向運(yùn)動，回復(fù)至正常運(yùn)轉(zhuǎn)位置。
所述每一組內(nèi)的螺桿軸線均沿其對應(yīng)的風(fēng)輪葉板迎風(fēng)凹面弧段的弦長方向布置， 并與風(fēng)輪中心軸有一定偏距，風(fēng)輪中心軸位于三組螺桿圍成空間的中心。
所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)、剛性聯(lián)軸器、同軸減速器和彈性聯(lián)軸器組成，伺服電機(jī)的動力輸出端通過剛性聯(lián)軸器與同軸減速器的輸入端相連接，同軸減速器的輸出端通過彈性聯(lián)軸器與螺桿相連。
所述的螺桿兩端分別由螺桿內(nèi)支座和螺桿外支座支撐，螺桿內(nèi)支座和螺桿外支座固定設(shè)置在下支撐板上。
所述的風(fēng)輪葉板上端設(shè)有導(dǎo)柱板，滑動導(dǎo)柱一端與導(dǎo)柱板固定連接，另一端通過軸承設(shè)置在上支撐板的滑軌內(nèi)。
所述的電磁制動器通過制動器支架設(shè)置在下支撐板上。
本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明通過在三戟垂直軸風(fēng)輪各迎風(fēng)凹面板底端設(shè)置自鎖螺旋傳動機(jī)構(gòu)，利用風(fēng)速儀采集的風(fēng)速信號，通過PLC控制單元啟閉伺服電機(jī)，驅(qū)動螺旋傳動機(jī)構(gòu)使得風(fēng)輪葉板沿軌道做往復(fù)運(yùn)動，使得風(fēng)速檢測值超過預(yù)設(shè)閾值時，各風(fēng)輪葉板內(nèi)縮以降低風(fēng)輪掠風(fēng)面積， 降低風(fēng)輪的風(fēng)能吸收率，同時減小導(dǎo)流內(nèi)腔容積，阻止風(fēng)能進(jìn)入三戟風(fēng)輪內(nèi)腔產(chǎn)生二次驅(qū)動，從而達(dá)到主動失速控制的目的。而當(dāng)風(fēng)速值回復(fù)到允許范圍內(nèi)時，風(fēng)輪葉板外伸到達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)位置，以高轉(zhuǎn)速和高風(fēng)能利用率驅(qū)動永磁發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、本發(fā)明通過具有自鎖性能的螺旋傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動風(fēng)輪葉板實(shí)現(xiàn)往復(fù)平移運(yùn)動。螺旋傳動機(jī)構(gòu)使伺服電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為風(fēng)輪葉板的平移運(yùn)動。當(dāng)葉板在進(jìn)行主動失速的調(diào)整行程和處于內(nèi)行程極限位置時，受到迎面風(fēng)對其迎風(fēng)板的作用力F(t)，另一方面， 葉板在旋轉(zhuǎn)過程中，其自重產(chǎn)生離心力F 的作用，葉板受的總力為-4-Hh- ■F = Fm+Fif)力廠的作用為使葉板有沿螺桿軸線方向運(yùn)動的趨勢。采用具有自鎖性能的螺旋傳動機(jī)構(gòu)，使作用于風(fēng)輪葉板的合力的作用線在摩擦角之內(nèi)，從而使葉板具有保持靜止的趨勢。同時，當(dāng)葉板處于內(nèi)行程極限位置時，通過電磁制動器對螺桿進(jìn)行制動，進(jìn)一步保證風(fēng)輪葉板主動失速調(diào)節(jié)運(yùn)動的可靠性。
綜上所述，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、控制方便、易于安裝維護(hù)等特點(diǎn)。
圖1是本發(fā)明的正向結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2是本發(fā)明拆去上支撐板的俯視圖。
圖3是本發(fā)明的控制信號流示意圖。
圖中標(biāo)記1、風(fēng)輪葉板，2、上支撐板，3、風(fēng)輪中心軸，4、滑軌，5、風(fēng)速儀，6、密封蓋，7、滑動導(dǎo)柱，8、導(dǎo)柱板，9、電磁制動器，10、制動器支架，11、螺桿外支座，12、外行程開4關(guān)，13、行程定位板，14、螺母套，15、螺桿，16、內(nèi)行程開關(guān)，17、螺桿內(nèi)支座，18、彈性聯(lián)軸器， 19、同軸減速器，20、剛性聯(lián)軸器，21、伺服電機(jī)，22、下支撐板。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體方式和附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，主要由風(fēng)速儀5、垂直軸風(fēng)輪本體、 自鎖螺旋傳動裝置和PLC控制單元組成，所述的垂直軸風(fēng)輪本體由風(fēng)輪中心軸3、上支撐板 2、下支撐板22和三片相同的活動迎風(fēng)凹面風(fēng)輪葉板1構(gòu)成，風(fēng)輪中心軸3固定，上支撐板 2通過軸承、密封蓋6等組件套裝在風(fēng)輪中心軸3上，下支撐板22亦通過相同結(jié)構(gòu)套裝，上下支撐板同時繞中心軸3轉(zhuǎn)動，三片活動的風(fēng)輪葉板1設(shè)置在上、下支撐板之間，每片風(fēng)輪葉板1的下部固連有螺母套14，在螺母套14上設(shè)有行程定位板13用于和安裝在兩側(cè)的行程開關(guān)配合使用，螺母套14內(nèi)置具有自鎖功能的螺桿15，螺桿15與驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動力輸出端相連接，位于風(fēng)輪的上支撐板2的下端面設(shè)有滑軌4，滑軌軸線與螺桿軸線處于同一垂直面內(nèi)并相互平行，風(fēng)輪葉板1上端設(shè)有滑動導(dǎo)柱7，滑動導(dǎo)柱7位于滑軌4內(nèi)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過螺桿、螺母套使風(fēng)輪葉板沿滑軌軸線方向做往復(fù)直線運(yùn)動，每一塊風(fēng)輪葉板1行程的兩端在下支撐板22上分別設(shè)有內(nèi)行程開關(guān)16和外行程開關(guān)12，在螺桿15的末端還連接有電磁制動器9，風(fēng)速儀5設(shè)置在風(fēng)輪中心軸3的頂部，內(nèi)行程開關(guān)16、外行程開關(guān)12和風(fēng)速儀5 的輸出信號分別輸入至PLC控制單元，PLC控制單元具有兩個控制端，一路輸入至電磁制動器9，另一路輸入至驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的伺服電機(jī)21，風(fēng)速儀以獲取實(shí)時風(fēng)速信息并轉(zhuǎn)換為風(fēng)速信號，通過PLC控制器控制伺服電機(jī)，從而達(dá)到風(fēng)速超過預(yù)設(shè)值時，風(fēng)輪葉板向中心軸方向移動，實(shí)現(xiàn)主動失速，而當(dāng)風(fēng)速低于預(yù)設(shè)值時，葉板反方向運(yùn)動，回復(fù)至正常運(yùn)轉(zhuǎn)位置，從而達(dá)到對永磁發(fā)電機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)的目的。
所述每一組內(nèi)的螺桿15軸線均沿其對應(yīng)的風(fēng)輪葉板1的弦向方向布置，為使風(fēng)輪葉板在調(diào)節(jié)過程中的行程更長以達(dá)到更佳的失速調(diào)節(jié)效果，風(fēng)輪葉板的往復(fù)行程方向?yàn)轱L(fēng)輪葉板內(nèi)外兩端點(diǎn)的連線方向，即螺桿軸線方向，螺桿15軸線并與風(fēng)輪中心軸3有一定偏距，風(fēng)輪中心軸3位于三組螺桿圍成空間的中心處，該結(jié)構(gòu)可以避免三片風(fēng)輪葉板在進(jìn)行運(yùn)動時發(fā)生位置干涉而產(chǎn)生碰撞。
所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)21、剛性聯(lián)軸器20、同軸減速器19和彈性聯(lián)軸器18 組成，伺服電機(jī)21的動力輸出端通過剛性聯(lián)軸器20與同軸減速器19的輸入端相連接，同軸減速器19的輸出端通過彈性聯(lián)軸器18與螺桿15的內(nèi)端相連，以使螺桿15獲得動力驅(qū)動，通過螺旋傳動帶動螺母套14，使葉板1沿螺桿軸線方向往復(fù)運(yùn)動。伺服電機(jī)21、剛性聯(lián)軸器20、同軸減速器19、彈性聯(lián)軸器18均固定在下支撐板22的上表面上。所述的彈性聯(lián)軸器18為一柔性聯(lián)軸器，其目的是使螺桿徑向負(fù)載低于允許值，以滿足伺服電機(jī)高機(jī)械強(qiáng)度工況下運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。
所述的螺桿15兩端分別由螺桿內(nèi)支座17和螺桿外支座11支撐，螺桿內(nèi)支座17 和螺桿外支座11固定設(shè)置在下支撐板22上。
所述的風(fēng)輪葉板1的上部安裝有導(dǎo)柱板8，導(dǎo)柱板8上均布滑動導(dǎo)柱7，滑動導(dǎo)柱7 一端與導(dǎo)柱板8固定連接，另一端通過軸承設(shè)置在上支撐板的滑軌4內(nèi)可沿滑軌側(cè)壁做滾動平移。因此發(fā)明通過上支撐板2的滑軌裝置和下部螺旋傳動機(jī)構(gòu)可使風(fēng)輪葉板1沿向中心軸方向及反向做往復(fù)直線運(yùn)動。
本發(fā)明，在螺母套的下方兩端安裝行程定位板13，在下支撐板22上表面安裝有內(nèi)行程開關(guān)16，外行程開關(guān)12，在葉板1的往復(fù)行程末端，行程定位板分別觸發(fā)內(nèi)、外行程開關(guān)，以控制風(fēng)輪葉板行程。
所述的電磁制動器9通過制動器支架10設(shè)置在下支撐板22上。當(dāng)風(fēng)輪葉板到達(dá)行程末端時，通過信號控制對螺桿15進(jìn)行制動。
本發(fā)明中的垂直風(fēng)輪本體的主要結(jié)構(gòu)和一種垂直軸風(fēng)力發(fā)動機(jī)的三戟消渦風(fēng)輪 (ZL 200810049517. 4)相同，其不同點(diǎn)僅僅在與三片風(fēng)輪葉板是活動可調(diào)節(jié)其位移的。
本裝置的大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)主要通過以下方式實(shí)現(xiàn)。大功率三戟垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在自然環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)時，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速隨環(huán)境風(fēng)速的變化而變化， 安裝于垂直軸風(fēng)輪組件上端的風(fēng)速儀5獲取實(shí)時風(fēng)速值并轉(zhuǎn)換為風(fēng)速信號。在環(huán)境風(fēng)速低于25m/s的工作風(fēng)速范圍內(nèi)，垂直軸風(fēng)輪的三片迎風(fēng)葉板處于外行程末端，形成較大的風(fēng)輪掠風(fēng)面積，以獲得較高的風(fēng)能吸收率，同時，三片風(fēng)輪葉板之間結(jié)構(gòu)互相形成導(dǎo)流內(nèi)腔， 導(dǎo)引氣流從內(nèi)腔通過產(chǎn)生二次驅(qū)動，進(jìn)而提高風(fēng)能利用率。當(dāng)環(huán)境風(fēng)速超過發(fā)電機(jī)額定風(fēng)速值(25m/s)時，PLC控制單元接收風(fēng)速儀5產(chǎn)生的風(fēng)速信號，發(fā)送控制信號給伺服電機(jī)21 控制其啟動，伺服電機(jī)21使螺桿15獲得驅(qū)動動力繞軸線旋轉(zhuǎn)，通過螺旋傳動帶動螺母套 14，使風(fēng)輪葉板1沿螺桿軸線方向向內(nèi)側(cè)做直線運(yùn)動。同時，風(fēng)輪葉板1的導(dǎo)柱板8上均布的滑動導(dǎo)柱7置于上支撐板2的滑軌中，可沿滑軌側(cè)壁做滾動平移，以減小摩擦阻力。當(dāng)風(fēng)輪葉板運(yùn)動到內(nèi)行程極限位置時，螺母套14的內(nèi)行程定位板觸碰內(nèi)行程開關(guān)16，產(chǎn)生觸發(fā)信號給PLC控制單元，PLC控制單元發(fā)送信號控制伺服電機(jī)21停止，使螺桿15停止轉(zhuǎn)動， 并發(fā)送信號給電磁制動器9制動螺桿15。此時，三片風(fēng)輪葉板運(yùn)動至風(fēng)輪中心軸附近并互相靠攏，風(fēng)輪總掠風(fēng)面積減小，降低了風(fēng)能吸收率，三片葉板之間導(dǎo)流內(nèi)腔的區(qū)域也同時減小，阻止氣流從內(nèi)腔流過，增大了風(fēng)輪的渦流損失，從而降低風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)風(fēng)輪葉板處于內(nèi)行程位置，且環(huán)境風(fēng)速由惡劣狀況(風(fēng)速值大于25m/s)降低到允許工作風(fēng)速范圍內(nèi)時， PLC控制單元接收風(fēng)速儀5產(chǎn)生的風(fēng)速信號，發(fā)送信號給電磁制動器9松開，并發(fā)送控制信號給伺服電機(jī)21控制其反向啟動，使螺桿15獲得驅(qū)動動力繞軸線旋轉(zhuǎn)，通過螺旋傳動帶動螺母套14，使風(fēng)輪葉板1沿螺桿軸線方向向外側(cè)做直線運(yùn)動。
當(dāng)風(fēng)輪葉板運(yùn)動到外行程極限位置時，螺母套14的外行程定位板13觸碰外行程開關(guān)12，產(chǎn)生觸發(fā)信號給PLC控制單元，PLC控制單元發(fā)送信號控制伺服電機(jī)21停止，使螺桿15停止轉(zhuǎn)動。此時，垂直軸風(fēng)輪的三片迎風(fēng)葉板處于正常工作位置，以高轉(zhuǎn)速和高風(fēng)能利用率驅(qū)動永磁發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
所述的風(fēng)速儀用于風(fēng)速信號采集，可采用三杯式風(fēng)速儀，主要由3杯式風(fēng)杯、 光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、工業(yè)微電腦處理器、標(biāo)準(zhǔn)電流發(fā)生器、電流驅(qū)動器等構(gòu)成，采用高性能的微電腦處理器實(shí)施風(fēng)速的計(jì)算，抗干擾能力強(qiáng)，對風(fēng)向風(fēng)位角度不敏感，啟動風(fēng)速低，信號傳輸距離遠(yuǎn)，具有能抵御12級以上風(fēng)暴的自動垂直系統(tǒng)。PH100SX三杯式風(fēng)速儀測量范圍 0-60m/s,分辨率0. lm/s，啟動風(fēng)速小于0. 5m/s,它輸出一個頻率信號來代表風(fēng)速^計(jì)算公式為.ν = 0,3+0.0877χ/f為頻率信號，可由單片機(jī)內(nèi)部定時器/計(jì)數(shù)器得到。
所述的驅(qū)動電機(jī)21為伺服電機(jī)。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時間常數(shù)小、線性度高、 始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機(jī)的瞬時最大轉(zhuǎn)矩為Ua+Tl其中，τ；為伺服電機(jī)加減速轉(zhuǎn)矩，〔為電機(jī)軸換算負(fù)載轉(zhuǎn)矩，可根據(jù)電機(jī)軸上負(fù)載力矩的折算和加減速力矩的計(jì)算進(jìn)行伺服電機(jī)的選型。
權(quán)利要求
1.大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，其特征在于主要由風(fēng)速儀(5)、垂直軸風(fēng)輪本體、自鎖螺旋傳動裝置和PLC控制單元組成，所述的垂直軸風(fēng)輪本體由風(fēng)輪中心軸(3)、上支撐板(2)、下支撐板(22)和三片相同的活動式風(fēng)輪葉板(1)構(gòu)成，上、下支撐板分別通過軸承組件水平套裝在風(fēng)輪中心軸(3)的兩端，三片活動的風(fēng)輪葉板(1)設(shè)置在上、 下支撐板之間，每片風(fēng)輪葉板(1)的下部固連有螺母套(14)，在螺母套(14)上設(shè)有行程定位板(13)，螺母套(14)內(nèi)置具有自鎖功能的螺桿(15)，螺桿(15)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動力輸出端相連接，位于風(fēng)輪的上支撐板(2)的下端面設(shè)有滑軌(4)，滑軌軸線與螺桿軸線處于同一垂直面內(nèi)并相互平行，風(fēng)輪葉板(1)上端設(shè)有滑動導(dǎo)柱(7)，滑動導(dǎo)柱(7)位于滑軌(4)內(nèi)， 驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過螺桿、螺母套使風(fēng)輪葉板沿滑軌軸線方向做往復(fù)直線運(yùn)動，每一塊風(fēng)輪葉板 (1)行程的兩端在下支撐板(22)上分別設(shè)有內(nèi)行程開關(guān)(16)和外行程開關(guān)(12)，在螺桿 (15)的末端還連接有電磁制動器(9)，風(fēng)速儀(5)設(shè)置在風(fēng)輪中心軸(3)的頂部，內(nèi)行程開關(guān)(16)、外行程開關(guān)(12)和風(fēng)速儀(5)的輸出信號分別輸入至PLC控制單元，PLC控制單元具有兩個控制端，一路輸入至電磁制動器(9)，另一路輸入至驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的伺服電機(jī)(21)， PLC控制單元控制伺服電機(jī)，當(dāng)風(fēng)速超過預(yù)設(shè)值時，風(fēng)輪葉板向中心軸方向移動，實(shí)現(xiàn)主動失速，當(dāng)風(fēng)速低于預(yù)設(shè)值時，風(fēng)輪葉板反方向運(yùn)動，回復(fù)至正常運(yùn)轉(zhuǎn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述每一組內(nèi)的螺桿(15)軸線均沿其對應(yīng)的風(fēng)輪葉板(1)迎風(fēng)凹面弧段的弦長方向布置， 并與風(fēng)輪中心軸有一定偏距，風(fēng)輪中心軸(3)位于三組螺桿圍成空間的中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)(21)、剛性聯(lián)軸器(20)、同軸減速器(19)和彈性聯(lián)軸器(18)組成，伺服電機(jī)(21)的動力輸出端通過剛性聯(lián)軸器(20)與同軸減速器(19)的輸入端相連接， 同軸減速器(19)的輸出端通過彈性聯(lián)軸器(18)與螺桿(15)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述的螺桿(15)兩端分別由螺桿內(nèi)支座(17)和螺桿外支座(11)支撐，螺桿內(nèi)支座(17)和螺桿外支座(11)固定設(shè)置在下支撐板(22 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述的風(fēng)輪葉板(1)上端設(shè)有導(dǎo)柱板(8)，滑動導(dǎo)柱(7)—端與導(dǎo)柱板(8)固定連接，另一端通過軸承設(shè)置在上支撐板的滑軌(4)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述的電磁制動器(9 )通過制動器支架(10 )設(shè)置在下支撐板(22 )上。
全文摘要
大功率三戟垂直軸風(fēng)輪的主動失速調(diào)節(jié)裝置，主要由風(fēng)速儀、垂直軸風(fēng)輪本體、自鎖螺旋傳動裝置和PLC控制單元組成，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過自鎖螺旋傳動裝置使風(fēng)輪葉板沿滑軌軸線方向運(yùn)動，PLC控制單元控制伺服電機(jī)，當(dāng)風(fēng)速超過預(yù)設(shè)值時，風(fēng)輪葉板向中心軸方向移動，實(shí)現(xiàn)主動失速，當(dāng)風(fēng)速低于預(yù)設(shè)值時，風(fēng)輪葉板反方向運(yùn)動，回復(fù)至正常運(yùn)轉(zhuǎn)位置。本裝置當(dāng)風(fēng)速檢測值超過預(yù)設(shè)閾值時，啟動螺旋傳動機(jī)構(gòu)使得風(fēng)輪迎風(fēng)凹面板沿軌道向中心軸方向移動，一方面降低風(fēng)輪掠風(fēng)面積，另一方面向中心軸方向移動的迎風(fēng)凹面板又阻止風(fēng)能進(jìn)入三戟風(fēng)輪內(nèi)腔不產(chǎn)生二次驅(qū)動而達(dá)到主動失速控制的目的，保護(hù)風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。
文檔編號F03D3/06GK102562462SQ20121003805
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者宋磊, 尤國偉, 李華, 李夢楊, 楊宗霄, 郝理想 申請人:河南科技大學(xué)