一种基于风力发电实验装置的变桨机构

本发明涉及风力发电实验设备，尤其涉及一种基于风力发电实验装置的变桨机构。

背景技术：

1、风力发电设备是利用自然界的风力，风力作用在桨叶带动桨叶旋转，进而带动发电机中的转子旋转进行发电。风力发电属于一种清洁能源，具有极大的市场前景，因此各个高校内也设置风力发电的专业，为了便于能够更高的研究、设计风力发电设备，通常在实验室内安装一台风力发电实验装置用于教学研究，实验装置通常采用电机带动桨叶转动，为了研究桨叶角度对动力的影响，目前实际使用的风力发电机通常采用电动变桨机构，然而电动变桨机构结构复杂、成本高、质量大，由于风力发电模型通常用于实验室使用，结构复杂、重量大的变桨机构均会导致成本增加、维护不方便。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中存在的上述问题，提供了一种结构简单、成本低、使用维护更加方便的基于风力发电实验装置的变桨机构。尤其适合实验教学使用。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于风力发电实验装置的变桨机构，包括轮毂、沿轮毂周向均匀分布的三组桨叶，所述轮毂与桨叶之间通过转动座转动连接，所述轮毂的后端固设有与发电机连接的主轴，所述主轴内设有中心通孔，所述发电机的后端设有连接支架，所述连接支架上设有油缸，所述油缸的轴端固设有推杆，所述推杆同轴穿过中心孔伸入轮毂内；

4、所述轮毂内设有与推杆前端连接的调节座，所述调节座与推杆周向转动、轴向限位连接，所述调节座上沿周向均匀设有三根连接臂，所述连接臂的后端与调节座转动连接，连接臂的前端设有连杆，所述连杆与转动座固定连接，连杆的另一端与连接臂的前端转动连接，所述连杆的轴端与转动座的轴线偏心平行分布。

5、通过油缸带动推杆的伸缩，将调节座的轴向运动转化为桨叶的旋转运动，从而控制三个桨叶同步变桨，整体结构简单、重量轻，安装、维护都非常方便。

6、作为优选，所述主轴的前端固设有连接盘，所述轮毂的后端通过连接座与连接盘固定连接，所述主轴上设有用于和安装平台连接的轴座，所述主轴穿过轴座形成转动连接。

7、作为优选，所述连接支架包括与发电机后端固定的第一连接板、与第一连接板平行分布的第二连接板、用于连接第一连接板与第二连接板的导杆，所述油缸安装在第二连接板上。

8、作为优选，所述导杆上设有滑动座，所述导杆穿过滑动座形成滑动连接，所述推杆穿过滑动座与滑动座固定连接，所述滑动座上设有用于检测油缸轴位移量的位移传感器，所述第一连接板上与位移传感器的对应处设有感应块。通过位移传感器与感应块配合，用于精准的控制油缸的伸缩量，进而实现精准变桨。

9、作为优选，所述轴座上固设有与连接盘同轴分布的检测盘，所述连接盘上设有若干沿周向均匀分布的压力检测组件，所述压力检测组件的一端与检测盘弹性抵接，所述发电机上设有报警器；

10、当压力检测组件的最大值与最小值的差值大于预设值时，所述报警器发出警报。正常情况下，每组压力检测组件的检测值都是相等或非常接近的，当三组桨叶的角度不一致时（因为故障导致部分桨叶未能同步变桨），此时主轴受力不均而向单侧产生扭转变形，此时压力检测组件的差值会明显增大，此时发出警报提醒操作人员停机维护。

11、作为优选，所述压力检测组件包括固设在连接盘上的滑杆、套设在滑杆外侧的滑套，所述连接盘上固设有套设在滑杆外侧的压力传感器，所述压力传感器的检测端与滑套之间设有弹性件，所述滑套的外端与检测盘抵接。

12、作为优选，所述检测盘的边缘处设有锥面，所述滑套的端部设有与锥面弹性抵接的锥轮。

13、作为优选，所述主轴通过电机驱动旋转，所述电机与主轴之间设有齿轮箱，所述齿轮箱的输入轴上固设有刹车盘，所述刹车盘上设有两组液压刹车组件；

14、当压力检测组件的最大值与最小值的差值大于预设值时，所述液压刹车组件刹车。

15、作为优选，所述的轮毂呈球状结构，轮毂的前端设有检修窗口，检修窗口处设有透明盖板。通过透明盖板能够直观的看到变桨机构的动作。

16、因此，本发明具有如下有益效果：（1）变桨机构结构简单、稳定，成本低，后续维护更加方便；（2）使用更加安全，当任意一个桨叶的角度不一致导致主轴形变时，通过压力检测组件检测到的压力变化，进而发出警报，同时通过液压刹车制动，方防止主轴因为受力不均而断轴。

技术特征：

1.一种基于风力发电实验装置的变桨机构，包括轮毂、沿轮毂周向均匀分布的三组桨叶，所述轮毂与桨叶之间通过转动座转动连接，所述轮毂的后端固设有与发电机连接的主轴，其特征是，所述主轴内设有中心通孔，所述发电机的后端设有连接支架，所述连接支架上设有油缸，所述油缸的轴端固设有推杆，所述推杆同轴穿过中心孔伸入轮毂内；

2.根据权利要求1所述的一种基于风力发电实验装置的变桨机构，其特征是，所述主轴的前端固设有连接盘，所述轮毂的后端通过连接座与连接盘固定连接，所述主轴上设有用于和安装平台连接的轴座，所述主轴穿过轴座形成转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于风力发电实验装置的变桨机构，其特征是，所述连接支架包括与发电机后端固定的第一连接板、与第一连接板平行分布的第二连接板、用于连接第一连接板与第二连接板的导杆，所述油缸安装在第二连接板上。

4.根据权利要求3所述的一种基于风力发电实验装置的变桨机构，其特征是，所述导杆上设有滑动座，所述导杆穿过滑动座形成滑动连接，所述推杆穿过滑动座与滑动座固定连接，所述滑动座上设有用于检测油缸轴位移量的位移传感器，所述第一连接板上与位移传感器的对应处设有感应块。

5.根据权利要求2所述的一种基于风力发电实验装置的变桨机构，其特征是，所述轴座上固设有与连接盘同轴分布的检测盘，所述连接盘上设有若干沿周向均匀分布的压力检测组件，所述压力检测组件的一端与检测盘弹性抵接，所述发电机上设有报警器；

6.根据权利要求5所述的一种基于风力发电实验装置的变桨机构，其特征是，所述压力检测组件包括固设在连接盘上的滑杆、套设在滑杆外侧的滑套，所述连接盘上固设有套设在滑杆外侧的压力传感器，所述压力传感器的检测端与滑套之间设有弹性件，所述滑套的外端与检测盘抵接。

7.根据权利要求6所述的一种基于风力发电实验装置的变桨机构，其特征是，所述检测盘的边缘处设有锥面，所述滑套的端部设有与锥面弹性抵接的锥轮。

8.根据权利要求6所述的一种基于风力发电实验装置的变桨机构，其特征是，所述主轴通过电机驱动旋转，所述电机与主轴之间设有齿轮箱，所述齿轮箱的输入轴上固设有刹车盘，所述刹车盘上设有两组液压刹车组件；

9.根据权利要求1所述的一种基于风力发电实验装置的变桨机构，其特征是，所述的轮毂呈球状结构，轮毂的前端设有检修窗口，检修窗口处设有透明盖板。

技术总结本发明涉及风力发电实验设备技术领域，公开了一种基于风力发电实验装置的变桨机构，包括轮毂、三组桨叶，轮毂与桨叶之间通过转动座转动连接，轮毂的后端固设有与发电机连接的主轴，主轴内设有中心通孔，发电机的后端设有连接支架，连接支架上设有油缸，油缸的轴端固设有推杆，推杆同轴穿过中心孔伸入轮毂内；轮毂内设有与推杆前端连接的调节座，调节座上沿周向均匀设有三根连接臂，所述连接臂的后端与调节座转动连接，连接臂的前端设有连杆，所述连杆与转动座固定连接，连杆的另一端与连接臂的前端转动连接，所述连杆的轴端与转动座的轴线偏心平行分布。本发明具有结构简单稳定、维修维护方便的有益效果。技术研发人员：俞先锋,袁礼,吴秀山,马登昌,万军,彭学虎,吴太权,杨丽受保护的技术使用者：浙江水利水电学院技术研发日：技术公布日：2024/6/5