一种小型风力发电机的制作方法

1.本发明涉及风力发电机技术领域，特别是一种小型风力发电机。


背景技术：

2.目前，小型风力发电机在使用过程中，因自然界中的风速、风向变幻无常。为了保障小型风力发电机运行的可靠性，避免发电机因超速运转而造成损坏，防止发电机输出电压突然升高而其他附属元器件，甚至是烧毁发电机本身，因此，需要在小型风力发电机上设置限速装置，为此，我们提出一种小型风力发电机。


技术实现要素：

3.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
4.鉴于现有的小型风力发电机中存在的问题，提出了本发明。
5.因此，本发明所要解决的问题在于如何解决小型风力发电机的限速问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种小型风力发电机，其包括，发电机构，包括发电箱、设置于所述发电箱内部且电性连接的永磁交流发电机和整流器、贯穿所述发电箱的一侧壁且与所述永磁交流发电机内的转子同心连接的中心转轴，以及位于所述发电箱外侧且周向设置于所述中心转轴一端的若干个旋转桨叶；以及，限速机构，包括设置于所述发电箱外侧且与所述中心转轴相配合的第一限速组件，以及设置于所述发电箱内部且与所述中心转轴相配合的的第二限速组件。
7.作为本发明所述小型风力发电机的一种优选方案，其中：所述发电箱的一侧壁与所述中心转轴相对应的位置设置有第一轴承，所述中心转轴的轴体固定于所述第一轴承的内环中。
8.作为本发明所述小型风力发电机的一种优选方案，其中：所述第一限速组件包括设置于所述发电箱侧壁的圆柱体空心壳，所述圆柱体空心壳中部开设有与所述中心转轴直径相适配的通孔，所述中心转轴贯穿所述通孔，所述圆柱体空心壳内部设置有圆环，所述圆环后侧设置有圆形卡接槽，所述圆柱体空心壳的内壁与所述圆形卡接槽相对应的位置均布有若干个周向设置的卡接柱，所述卡接柱与所述圆形卡接槽相适配，所述卡接柱卡接于所述圆形卡接槽中。
9.作为本发明所述小型风力发电机的一种优选方案，其中：所述圆环与所述圆柱体空心壳的侧壁之间设置有卷簧，所述卷簧的两端分别与所述圆柱体空心壳的侧壁以及所述圆环的外侧壁固定连接，所述圆环的内侧壁周向设置有若干个第一齿牙。
10.作为本发明所述小型风力发电机的一种优选方案，其中：所述中心转轴与所述圆环相对应的轴体上设置有第一卡接件。
11.作为本发明所述小型风力发电机的一种优选方案，其中：所述第一卡接件包括设
置于所述中心转轴轴体上的第一空心柱，以及滑动插接于所述第一空心柱内的第一卡接块，所述第一卡接块的外侧设置有若干个第二齿牙，所述第一卡接块的底端与所述第一空心柱的内部底壁之间固定连接有第一弹力弹簧，所述若干个第二齿牙和所述若干个第一齿牙由橡胶制成。
12.作为本发明所述小型风力发电机的一种优选方案，其中：所述发电箱的另一侧壁与所述中心转轴相对应的位置设置有第二轴承，所述第二限速组件包括一端设有开口的圆筒，以及设置于所述圆筒后侧中部的转动管，所述转动管固定于所述第二轴承的内环中。
13.作为本发明所述小型风力发电机的一种优选方案，其中：所述圆筒的后侧开设有一条圆形凹槽，所述发电箱的另一侧壁与所述圆形凹槽相对应的一处开设有螺纹孔，所述螺纹孔中螺纹连接有螺栓，所述螺栓的一端抵接于所述圆形凹槽内。
14.作为本发明所述小型风力发电机仪的一种优选方案，其中：所述圆筒的内侧壁周向设置有若干个第三齿牙，所述中心转轴的一端延伸至所述圆筒内，所述中心转轴与所述若干个第三齿牙相对应的轴体上设置有第二卡接件，所述第二卡接件包括第二空心柱、滑动插接于所述第二空心柱内的第二卡接块，所述第二卡接块的外侧设置有若干个第四齿牙，所述第二卡接块的底端与所述第一空心柱的内部底壁之间固定连接有第二弹力弹簧。
15.作为本发明所述小型风力发电机的一种优选方案，其中：所述第二弹力弹簧的弹性系数大于所述第一弹力弹簧的弹性系数。
16.本发明有益效果为：本发明设置有与中心转轴配合使用的第二限速组件和第一限速组件，通过第一限速组件和第二限速组件的双层限位措施，可避免发电机因超速运转而造成损坏，防止发电机输出电压突然升高而烧毁发电机本身。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
18.图1为小型风力发电机的内部结构图。
19.图2为小型风力发电机中中心转轴通过第一轴承固定于发电箱的结构图。
20.图3为小型风力发电机中第一限速组件的结构图。
21.图4为小型风力发电机中圆柱体空心壳及其内部结构示意图。
22.图5为小型风力发电机中圆环的后侧示意图。
23.图6为小型风力发电机中第一卡接件的剖视图。
24.图7为小型风力发电机中第二限速组件的结构示意图。
25.图8为小型风力发电机中第二限速组件与第二轴承的连接结构示意图。
26.图9为小型风力发电机的另一视角图。
27.图10为小型风力发电机中第二卡接件的剖视图。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对
本发明的具体实施方式做详细的说明。
29.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
30.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
31.实施例1
32.参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种小型风力发电机，小型风力发电机包括发电机构100和限速机构200，限速机构200与发电机构100相配合，限速机构200避免发电机构100中的旋转桨叶105转速过快从而导致输出电压突然升高烧毁发电机。
33.具体的，发电机构100，包括发电箱101、设置于发电箱101内部且电性连接的永磁交流发电机102和整流器103、贯穿发电箱101的一侧壁且与永磁交流发电机102内的转子同心连接的中心转轴104，以及位于发电箱101外侧且周向设置于中心转轴104一端的若干个旋转桨叶105。
34.较佳的，限速机构200，包括设置于发电箱101外侧且与中心转轴104相配合的第一限速组件201，以及设置于发电箱101内部且与中心转轴104相配合的的第二限速组件202。
35.在使用时，设置于中心转轴104一端的若干个旋转桨叶105受到风的作用力时带动中心转轴104转动，中心转轴104与永磁交流发电机102内的转子同心连接，所以中心转轴104在转动时带动永磁交流发电机102内的转子转动，永磁交流发电机102开始发电，即风能转化为机械能再转化为电能的过程，永磁交流发电机102通过整流器103与外部蓄电池电性连接，当旋转桨叶105受到强风作用时会加速旋转，此时限速机构200中的第一限速组件201和第二限速组件202开始对中心转轴104进行限速，进而避免旋转桨叶105转速过快从而导致输出电压突然升高烧毁发电机。
36.实施例2
37.参照图1～10，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。
38.具体的，发电箱101的一侧壁与中心转轴104相对应的位置设置有第一轴承106，中心转轴104的轴体固定于第一轴承106的内环中。
39.较佳的，第一限速组件201包括设置于发电箱101侧壁的圆柱体空心壳201a，圆柱体空心壳201a中部开设有与中心转轴104直径相适配的通孔201a-1，中心转轴104贯穿通孔201a-1，圆柱体空心壳201a内部设置有圆环201b，圆环201b后侧设置有圆形卡接槽201b-1，圆柱体空心壳201a的内壁与圆形卡接槽201b-1相对应的位置均布有若干个周向设置的卡接柱201a-2，卡接柱201a-2与圆形卡接槽201b-1相适配，卡接柱201a-2卡接于圆形卡接槽201b-1中；由于圆环201b后侧设置有圆形卡接槽201b-1，且卡接柱201a-2卡接于圆形卡接槽201b-1中，所以圆环201b在转动时是以中心转轴104为中心转动的。
40.优选的，圆环201b与圆柱体空心壳201a的侧壁之间设置有卷簧201c，卷簧201c的两端分别与圆柱体空心壳201a的侧壁以及圆环201b的外侧壁固定连接，圆环201b的内侧壁周向设置有若干个第一齿牙201b-2。
41.较佳的，中心转轴104与圆环201b相对应的轴体上设置有第一卡接件201d。
42.优选的，第一卡接件201d包括设置于中心转轴104轴体上的第一空心柱201d-1，以及滑动插接于第一空心柱201d-1内的第一卡接块201d-2，第一卡接块201d-2的外侧设置有若干个第二齿牙201d-3，第一卡接块201d-2的底端与第一空心柱201d-1的内部底壁之间固定连接有第一弹力弹簧201d-4，若干个第二齿牙201d-3和若干个第一齿牙201b-2由橡胶制成；当中心转轴104转动到设定速度时，第一卡接块201d-2在离心力的作用下慢慢滑出第一空心柱201d-1，当第一卡接块201d-2移动至一定位置时，第一卡接块201d-2外侧的若干个第二齿牙201d-3与圆环201b内侧的若干个第一齿牙201b-2相啮合时，此时圆环201b整体开始转动，圆环201b带动卷簧201c转动，卷簧201c给圆环201b一个反作用使圆环201b减速，此时第二齿牙201d-3与圆环201b内侧的若干个第一齿牙201b-2相分离，若中心转轴104的旋转速度过快，则卷簧201c提供给圆环201b的反作用不起作用，此时第一卡接块201d-2移动至外侧的若干个第二齿牙201d-3与圆环201b内侧的若干个第一齿牙201b-2相啮合时，提供给中心转轴104一个反作用力使之减速，若中心转轴104成功减速则第一卡接块201d-2受到的离心力减小，若干个第二齿牙201d-3与圆环201b内侧的若干个第一齿牙201b-2相分离，若中心转轴104没有减速，由于若干个第二齿牙201d-3和若干个第一齿牙201b-2由橡胶制成，所以若干个第二齿牙201d-3和若干个第一齿牙201b-2相互挤压变形，使若干个第二齿牙201d-3和若干个第一齿牙201b-2之间不断的进行挤压，进行错位旋转。
43.较佳的，发电箱101的另一侧壁与中心转轴104相对应的位置设置有第二轴承107，第二限速组件202包括一端设有开口的圆筒202a，以及设置于圆筒202a后侧中部的转动管202b，转动管202b固定于第二轴承107的内环中；由于转动管202b固定于第二轴承107的内环中，所以圆筒202a可绕第二轴承107为中心旋转。
44.优选的，圆筒202a的后侧开设有一条圆形凹槽202a-1，发电箱101的另一侧壁与圆形凹槽202a-1相对应的一处开设有螺纹孔，螺纹孔中螺纹连接有螺栓202c，螺栓202c的一端抵接于圆形凹槽202a-1内；可通过旋转螺栓202c，调节螺栓202c的一端抵接于圆形凹槽202a-1的力度，进而调节圆形凹槽202a-1与螺栓202c之间的摩擦力。
45.较佳的，圆筒202a的内侧壁周向设置有若干个第三齿牙202a-2，中心转轴104的一端延伸至圆筒202a内，中心转轴104与若干个第三齿牙202a-2相对应的轴体上设置有第二卡接件202d，第二卡接件202d包括第二空心柱202d-1、滑动插接于第二空心柱202d-1内的第二卡接块202d-2，第二卡接块202d-2的外侧设置有若干个第四齿牙202d-3，第二卡接块202d-2的底端与第一空心柱201d-1的内部底壁之间固定连接有第二弹力弹簧202d-4；随着中心转轴104不断加速旋转，第二卡接块202d-2在受到更大的离心力时，脱离第二弹力弹簧202d-4的约束慢慢滑出第二空心柱202d-1，当第二卡接块202d-2移动至一定位置时，第二卡接块202d-2外侧的若干个第四齿牙202d-3与圆筒202a内侧壁的若干个第三齿牙202a-2相啮合，此时圆筒202a受到力进行转动，同时也反馈给中心转轴104一个反作用力使之减速，可通过旋转螺栓202c，调节螺栓202c的一端抵接于圆形凹槽202a-1的力度，进而调节圆筒202a受到第四齿牙202d-3的作用力时可反作用于中心转轴104的力。
46.优选的，第二弹力弹簧202d-4的弹性系数大于第一弹力弹簧201d-4的弹性系数；将第二弹力弹簧202d-4的弹性系数设定为大于第一弹力弹簧201d-4的弹性系数能够保证在中心转轴104转动时，第一限速组件201会先于第二限速组件202在离心力的作用下对中心转轴104进行限速。
47.在使用时，设置于中心转轴104一端的若干个旋转桨叶105受到风的作用力时带动中心转轴104转动，中心转轴104与永磁交流发电机102内的转子同心连接，所以中心转轴104在转动时带动永磁交流发电机102内的转子转动，永磁交流发电机102开始发电，即风能转化为机械能再转化为电能的过程，永磁交流发电机102通过整流器103与外部蓄电池电性连接，当旋转桨叶105受到强风作用时会加速旋转，由于第二弹力弹簧202d-4的弹性系数大于第一弹力弹簧201d-4的弹性系数，所以能够保证在中心转轴104转动时，第一限速组件201会先于第二限速组件202在离心力的作用下对中心转轴104进行限速，当中心转轴104转动到设定速度时，第一卡接块201d-2在离心力的作用下挣脱第一弹力弹簧201d-4的约束，慢慢滑出第一空心柱201d-1，当第一卡接块201d-2移动至一定位置时，第一卡接块201d-2外侧的若干个第二齿牙201d-3与圆环201b内侧的若干个第一齿牙201b-2相啮合时，此时圆环201b整体开始转动，圆环201b带动卷簧201c转动，卷簧201c给圆环201b一个反作用使圆环201b减速，此时第二齿牙201d-3由于受到的离心力减少所以与圆环201b内侧的若干个第一齿牙201b-2相分离，若中心转轴104的旋转速度过快，则卷簧201c提供给圆环201b的反作用不起作用，此时第一卡接块201d-2外侧的若干个第二齿牙201d-3与圆环201b内侧的若干个第一齿牙201b-2相啮合时，提供给中心转轴104一个反作用力使之减速，若中心转轴104成功减速则第一卡接块201d-2受到的离心力减小，若干个第二齿牙201d-3与圆环201b内侧的若干个第一齿牙201b-2相分离，若中心转轴104没有减速，由于若干个第二齿牙201d-3和若干个第一齿牙201b-2由橡胶制成，所以若干个第二齿牙201d-3和若干个第一齿牙201b-2相互挤压变形，使若干个第二齿牙201d-3和若干个第一齿牙201b-2之间不断的进行挤压，进行错位旋转，当中心转轴104继续加速至设定速度时，中心转轴104提供给第二卡接件202d一个更大的离心力，第二卡接块202d-2在受到更大的离心力时脱离第二弹力弹簧202d-4的约束慢慢滑出第二空心柱202d-1，当第二卡接块202d-2移动至一定位置时，第二卡接块202d-2外侧的若干个第四齿牙202d-3与圆筒202a内侧壁的若干个第三齿牙202a-2相啮合，此时圆筒202a受到力进行转动，同时由于圆筒202a后侧的圆形凹槽202a-1中抵接有螺栓202c，所以圆筒202a也反馈给中心转轴104一个反作用力使中心转轴104减速，可通过旋转螺栓202c，调节螺栓202c的一端抵接于圆形凹槽202a-1的力度，进而调节圆筒202a受到第四齿牙202d-3的作用力时可反作用于中心转轴104的力，通过第一限速组件201和第二限速组件202的双层限位措施，可避免发电机因超速运转而造成损坏，防止发电机输出电压突然升高而烧毁发电机本身。
48.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。