專利名稱：微型風力發(fā)電機的扭力彈簧變槳機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風力發(fā)電機領域，具體是微型風力發(fā)電機的扭力彈簧變槳機構。
背景技術：
由將風能轉換為機械能的風葉經過調速機構驅動風力發(fā)電機旋轉形成發(fā)電，當前 的風葉主流技術要求風葉能在低風速下就能啟動(3s/m)，能承受高于25s/m狂風的破壞， 能在高于額定風速的條件下，風葉有調整風輪轉速的功能。風力發(fā)電機在風葉系統(tǒng)的設計 上通常分為定漿型和變漿型兩大系列，由于定漿型風葉系統(tǒng)結構簡單，所以被普遍采納，變 漿型風葉系統(tǒng)由于結構復雜，僅在大型風力發(fā)電機風葉系統(tǒng)中才有采用。由于微型風力發(fā) 電機(1000瓦以下功率段)的體積及空間所限，到目前國內尚未發(fā)現將變漿機構裝置設計 于微型風力發(fā)電機的產品中。微型風力發(fā)電機將變漿型機構應用于風輪設計上將對提升我國微型及小型風力 發(fā)電機的技術檔次，特別是提高普及風力發(fā)電機(風光互補)路燈的可靠性和安全性具有 重大的意義。被動變漿型風輪在超風速氣象條件下，風葉可隨風速的大小自動改變葉片的 迎風角度，其迎風角度隨風力的改變可成線性狀態(tài)調整，測試證明被動變漿型風輪的葉片 不僅僅可以捕捉小風氣候條件下的風能用來發(fā)電，而且可以在超風速氣象條件下，隨著風 葉迎風角度的減小，風輪翼面受力投影面積因此隨著減少，風輪不僅能繼續(xù)保持迎風狀態(tài)， 同時速度也可保持額定風速，使機組保持了連續(xù)發(fā)電，風輪最大程度利用了風能，而無需像 定漿型風輪那樣為保護機組安全，系統(tǒng)啟動側偏程序。本實用新型上述創(chuàng)新點的實施，將使 微型風力發(fā)電機在國內同類型的產品中，質量、技術水平處于領先水平。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種微型風力發(fā)電機的扭力彈簧變槳機構，風速的增大 而使風葉翼面攻角產生改變，風葉翼面攻角的改變使扭轉彈簧的扭轉角產生改變；當風速 減小，扭轉彈簧的復位力驅動錐齒輪傳動系使風葉迎風角回轉，風葉變漿運動的周期實現。本實用新型的技術方案如下微型風力發(fā)電機的扭力彈簧變槳機構，包括有輪轂，輪轂的外固定連接有動力軸， 所述輪轂中心處轉動安裝有扭桿，扭桿外側套裝有扭力彈簧，位于輪轂內的扭桿上安裝有 中心錐齒輪，輪轂周向星形分布有三個徑向輸出軸，輸出軸的一端安裝有錐齒輪與所述的 中心錐齒輪傳動嚙合，另一端固定連接有風機的風葉。不同于定漿型風葉的安裝結構，變漿型風葉不是一次固定于風輪輪轂，而將風葉 的葉柄安裝連接于可聯(lián)動轉動的風輪輪轂徑向呈星形分布的傳動軸，傳動系的末端連接彈 簧確定轉角位置(風葉的原始迎風角)，彈簧另一端固定于輪轂。風葉受風翼面在超風速風 力的作用下產生轉動，從而改變風葉翼面的迎風角度。改變風葉翼面的迎風角度后，其受風 投影翼面的面積減小，受風面減少后，其接受的風力轉動力矩也相適應減小。風葉受風翼面 在超風速風力的作用下產生轉動后驅動彈簧、儲存轉動力矩能量，當風力減小，彈簧釋放能量，將轉動力矩反向回傳給風葉，使風葉成比例的復位，直至回復到原始固定的狀態(tài)本實用新型驅動風葉迎風角的原動力就是風力，彈簧扭力將風輪極限風力設計為 額定風速的1.1倍，在此技術條件下，風力發(fā)電機都可以不必進行變漿，當氣象風力大于此 值，在過風速風力的推動下，風葉將克服原設計扭力彈簧的扭轉力發(fā)生偏轉，從而改變風葉 的原始安裝迎風角；設計為了使三風葉變漿同步，將三風葉設置在一圍繞一中心圓錐齒輪 的分度圓上。由于彈簧力與改變扭轉角保持的線性關系，風葉的迎角也隨風力的大小成線 性狀態(tài)的改變；風力發(fā)電機的轉速與風力成正比關系，風力越大轉速越高，但改變風葉的迎風角 后，可對風葉的受風面積進行調整，從而改變風葉實際的受風面積，達到風葉調整風力發(fā)電 機輸入風力后的轉速。風力發(fā)電機風輪可以在1.1倍額定風速以下保持最佳迎風角，但由 于迎風角隨風力加大而改變時，輸入風輪的有效風力卻能保持在額定風力，風力發(fā)電機的 轉速保持不變，風力發(fā)電機的效率得到了提高。當風速小于安全值(小于彈簧設計的扭力)，彈簧同時釋放能量，彈簧釋放能量的 扭力再反方向驅動前述的傳動鏈使風葉復位至原始迎風角度。彈簧扭轉角度、風葉在超風 速下風葉迎風角度(變漿角度)與超風速的推力成正比，超風速推力越大，風葉變漿角度和 彈簧扭轉角度就越大，隨著風速的減小，彈簧相比例回彈，風葉也相比例回轉，直至當風速 符合額定風速時，彈簧復位至原始狀，風葉也回復到原始安裝角度，變漿的全過程完成。

圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
參見附圖，微型風力發(fā)電機的扭力彈簧變槳機構，包括有輪轂1，輪轂1的外固定 連接有動力軸2，輪轂1中心處轉動安裝有扭桿3，扭桿3外側套裝有扭力彈簧4，位于輪轂 1內的扭桿3上安裝有中心錐齒輪5，輪轂1周向星形分布有三個徑向輸出軸6，輸出軸6的 一端安裝有錐齒輪7與中心錐齒輪5傳動嚙合，另一端固定連接有風機的風葉8。
權利要求微型風力發(fā)電機的扭力彈簧變槳機構，包括有輪轂，輪轂外固定連接有動力軸，其特征在于所述輪轂中心處轉動安裝有扭桿，扭桿外側套裝有扭力彈簧，位于輪轂內的扭桿上安裝有中心錐齒輪，輪轂周向星形分布有三個徑向輸出軸，輸出軸的一端安裝有錐齒輪與所述的中心錐齒輪傳動嚙合，另一端固定連接有風機的風葉。
專利摘要本實用新型公開了微型風力發(fā)電機的扭力彈簧變槳機構，包括有輪轂，輪轂的外固定連接有動力軸，所述輪轂中心處轉動安裝有扭桿，扭桿外側套裝有扭力彈簧，位于輪轂內的扭桿上安裝有中心錐齒輪，輪轂周向星形分布有三個輸出軸，輸出軸的一端安裝有錐齒輪與所述的中心錐齒輪傳動嚙合，另一端固定連接有風機的風葉。本實用新型風速的增大而使風葉翼面攻角產生改變，風葉翼面攻角的改變使扭轉彈簧的扭轉角產生改變；當風速減小，扭轉彈簧的復位力驅動錐齒輪傳動系使風葉迎風角回轉，風葉變漿運動的周期實現。
文檔編號F03D7/00GK201739081SQ20102024389
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權日2010年6月30日
發(fā)明者趙新民 申請人:安徽天康(集團)股份有限公司