專利名稱：一種風輪葉片可調(diào)速的垂直軸風力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風力發(fā)電機，具體為一種應用于離網(wǎng)型垂直軸風力發(fā)電機。
背景技術(shù)：
風力發(fā)動機目前分為垂直式和水平式發(fā)動機；相對于水平軸風力發(fā)電機，由于垂直式風力發(fā)電電機體積小、安裝方便、啟動風速小、風向改變時適應力強，其具有效率高、風能利用率高、靜音、維修成本低等優(yōu)勢，目前得到了廣泛的開發(fā)和利用。無論是阻力型還是升力型垂直軸風力發(fā)電機組其風輪葉片都是固定的，在超過額定風速以后，由于機械強度和發(fā)電機、電力電子容量等物理性能的限制，必須降低風輪的能量捕獲，使功率輸出仍保持在額定值附近。這樣也同時限制了葉片承受的負荷和整個風力機收到的沖擊，從而保證風力機安全不受損害。否則，失速將引起葉片震動，葉片動力失速是非線性顫振，將會引起很大的動應力，造成葉片疲勞破壞，影響風力機運行安全性和可靠性。但目前現(xiàn)有技術(shù)的垂·直軸風力發(fā)電機在風葉失速上還沒有很好的控制方法，只能通過發(fā)電機的電磁剎車及手動剎車來控制風葉的失速，這就在加大發(fā)電機的體積及成本的同時，還造成了失速狀態(tài)下功率輸出的損失。
發(fā)明內(nèi)容針對上述缺陷，本實用新型提供一種改進型垂直軸風力發(fā)電機，通過改變?nèi)~片攻角來改善風輪的運行性能，適應風速的變化、調(diào)節(jié)風速與風力發(fā)電機負荷間的關(guān)系。這樣解決了目前垂直軸風力發(fā)電機葉片失速的問題，使風力發(fā)電機能在較寬的風速范圍內(nèi)工作，在高風速段依然能保持功率的平穩(wěn)輸出。極大地提高了風力發(fā)電機的整體發(fā)電效率。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為一種新型垂直軸風力發(fā)電機，包括與地面垂直的主軸，發(fā)電裝置、升力葉片所述升力葉片為機翼狀結(jié)構(gòu)，并通過連桿、輪轂與主軸相連且繞主軸等距分布，所述升力葉片上還安裝有調(diào)節(jié)風葉攻角的調(diào)節(jié)裝置。本實用新型進一步改進的垂直軸風力發(fā)電機，其特征在于通過安裝在風葉上的調(diào)速裝置，使風葉隨風左右擺動形成一定的攻角a，左右攻角a可形成的最大角度各為15度。為使風葉隨風左右擺動，在風葉上安裝有調(diào)節(jié)裝置。這種安裝在風葉上的調(diào)速裝置是通過機械、微機控制手段促使風葉發(fā)生左右擺動形成攻角的一種風葉攻角調(diào)節(jié)裝置。本實用新型的升力風葉采用了機翼狀結(jié)構(gòu)，其目的是為了充分利用機翼的啟動特性，利用機翼的升力特性來推動風輪的旋轉(zhuǎn)。本實用新型在機翼上安裝有調(diào)節(jié)風葉攻角的調(diào)節(jié)裝置，這本案例的調(diào)節(jié)裝置為球鉸接頭。安裝在升力風葉的上下端，離葉片前緣1/4葉片弦長前的位置上，這樣可保證葉片在任何角度風對葉片的作用力合力的作用點在轉(zhuǎn)軸的后方，能使葉片隨風擺動。

圖I為本實用新型的組裝結(jié)構(gòu)圖；[0008]圖2為本實用新型的俯視圖；圖3為本實用新型球鉸接頭的結(jié)構(gòu)圖；圖中1為主軸；2為升力葉片；3為連桿；4為輪轂；5為發(fā)電裝置；6 :調(diào)節(jié)裝置；7
連接軸。
具體實施方式
為了加深對本實用新型的理解，下面將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步描述，該實施例僅用于解釋本實用新型，并不夠成對本實用新型保護范圍 的限定。參考圖I所示本實用新型涉及一種垂直軸風力發(fā)電機，包括與地面垂直的主軸1，安裝在主軸I下面的發(fā)電裝置5，連接在主軸I上的上、下輪轂4，三塊機翼狀結(jié)構(gòu)的升力葉片2，所述三塊升力葉片2通過連桿3繞主軸I等距分布；每塊升力葉片2對應著上、下兩組連桿3，每組連桿3為兩根，其分別連接升力葉片2和輪轂4，所述每組的兩根連接3撐開形成角度β，而角度β選擇在30度-60度之間，以此可以提高連桿的整體承受力；所述下輪轂通過連盤與發(fā)電裝置5連接，當升力葉片2旋轉(zhuǎn)帶動輪轂旋轉(zhuǎn)，從而通過連盤使發(fā)電裝置啟動運行。參考圖2所示本圖為實用新型的俯視圖。在升力葉片2旋轉(zhuǎn)當中，當風速超過其額定風速時，調(diào)節(jié)裝置將開始調(diào)節(jié)攻角a，使升力葉片2開始左右擺動。風速越大，其攻角a將變得越大，升力葉片2的擺動幅度也隨之擴大，左右攻角a可形成的最大角度各為15度。參考圖3所不本案為風速調(diào)節(jié)球絞接機構(gòu)圖。在球面部使用聞精度的軸承用鋼球，通過模壓鑄造將鋼球包起來，在保持柄被成形后，通過特殊焊接將連桿與球鏈接在一起。另外，在外圈外徑部加工了輥軋螺絲，可簡單地安裝在連接桿3上，只要將螺絲擰緊就可達到?jīng)]有間隙的結(jié)實的固定。本實用新型的工作原理為風輪在旋轉(zhuǎn)當中，當風速超過其額定風速時，安裝在風葉上的調(diào)節(jié)裝置將開始調(diào)節(jié)攻角a，使葉片開始左右擺動。風速越大，其攻角a將變得越大，葉片的擺動幅度也隨之擴大，左右攻角a可形成的最大角度各為15度。風葉的調(diào)速，就避免了大迎角下風葉的失速狀態(tài)。經(jīng)計算，由于本結(jié)構(gòu)去掉了發(fā)電機內(nèi)電磁剎車裝置，可以將垂直軸發(fā)電機的成本減少15%，由于避免了風葉的失速，保證風機在高風速段依然能保持功率的平穩(wěn)輸出，這樣可以使發(fā)電能力整體提聞40%左右。
權(quán)利要求1.一種垂直軸風力發(fā)電機，包括與地面垂直的主軸，發(fā)電裝置、升力葉片，其特征在于所述升力葉片為機翼狀結(jié)構(gòu)，并通過連桿、輪轂與主軸相連且繞主軸等距分布，所述升力葉片上還安裝有調(diào)節(jié)風葉風速的調(diào)速裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸風力發(fā)電機，其特征在于通過安裝在風葉上的調(diào)速裝置，使風葉隨風左右擺動形成一定的攻角a，左右攻角a可形成的最大角度各為15度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的垂直軸風力發(fā)電機，其特征在于安裝在風葉上的調(diào)速裝置是通過機械、微機控制手段促使風葉發(fā)生左右擺動形成攻角的一種風葉攻角調(diào)節(jié)裝置。
專利摘要本實用新型涉及垂直軸風力發(fā)電機。目前在垂直軸風力發(fā)電機的風葉失速上還沒有很好的控制方法，只能通過發(fā)電機的電磁剎車及手動剎車來控制風葉的失速，這就加大了發(fā)電機的體積及成本，及造成失速狀態(tài)下功率輸出的極大損失。本實用新型通過改變?nèi)~片攻角的方式，調(diào)節(jié)風葉的風速。它是用簡單的調(diào)速裝置控制風葉的擺動，以此改變風葉的攻角去消除風葉的失速。本實用新型不再需要額外的控制器，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。
文檔編號F03D3/06GK202756176SQ20122021194
公開日2013年2月27日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者李 杰 申請人:李 杰