[实用新型]风力发电机风轮主动侧偏机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机风轮功率控制系统，特别指风力发电机风轮主动侧偏机构。

背景技术

风轮侧偏控制一直是小型风力发电机技术的一个重要研究方向。与其他适用于小型风力发电机的大风限速方法相比，风轮侧偏控制在调节风轮功率输出方面有明显的优势，所以在中小型风力机上得到广泛应用，尤其是配重回位式风轮侧偏机构。然而，风轮侧偏性能受湍流的影响较大，从而使风力机输出功率很不稳定，会出现超速运行情况。相关研究表明，控制不稳定是由风轮侧偏机构这种结构本身引起的，各种改进措施虽然可以在一定程度上提高其工作性能，但并不能彻底消除这种不稳定性。因此，研究一种稳定可靠的风轮侧偏机构是非常必要的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种风力发电机风轮主动侧偏机构，这种风轮主动侧偏机构采用功率信号来控制风轮侧偏的启动和复位，风轮侧偏角度和速度不受其它因素的影响，与传统的风轮侧偏控制机构相比更加稳定可靠。

本实用新型要解决的技术问题由如下方案来实现：风力发电机风轮主动侧偏机构，由尾舵和驱动机构组成，驱动机构包括侧偏控制器、直流伺服电机和蜗轮蜗杆减速机，所述直流伺服电机带动行星减速机并与蜗轮蜗杆减速机通过联轴器连接，蜗轮蜗杆减速机通过尾舵轴承再与折尾机构连接，折尾机构的后端与尾舵焊接，从而控制尾舵偏转的角度和速度。侧偏控制器实时检测风力机电流、电压的大小，并将检测到的信号送到微处理器，微处理器计算出尾舵应偏转的角度，发出一定的信号给直流伺服电机，直流伺服电机根据信号启动、停机。

本实用新型的优点：

1、本风力发电机能够实现输出功率的自动控制，当风速超过额定风速之后，风机通过调节尾舵的角度来改变风轮与风向的角度，从而减小风轮的功率吸收，达到控制功率输出的目的。

2、本风力发电机的控制器能够实时监测发电机的输出功率，依据输出功率的大小判断尾舵的调节角度，从而实现了自动调节，省时省力。

3、在行星减速机与蜗轮蜗杆减速机的作用下，直流伺服电机的输出扭矩成倍扩大。这样的设计就允许我们选取功率以及输出扭矩较小的直流伺服电机，减少调节过程中的功率消耗，增大风力发电机的净功率输出。

附图说明

下面结合附图举实施例：

图1是驱动机构部分的主视结构图。

具体实施方式

如图1所示，风力发电机风轮主动侧偏机构，由尾舵7和驱动机构组成，驱动机构包括侧偏控制器6、直流伺服电机1和蜗轮蜗杆减速机4。直流伺服电机1带动行星减速机2并与蜗轮蜗杆减速机4通过联轴器3连接，蜗轮蜗杆减速机4通过尾舵轴承8再与折尾机构5连接，折尾机构5的后端与尾舵7焊接，从而控制尾舵7偏转的角度和速度。侧偏控制器6设有检修时的风轮侧偏按钮，检修时直接使风轮侧偏90°，检修完后复位按钮，尾舵7自动恢复到功率设定值和测量值的PID运算位置上。

如图1所示，运行状况下，风轮带动永磁内转子发电机发电，产生电流和电压。侧偏控制器6内包含电流变送器、电压变送器、PLC可编程控制器和微处理器。电流变送器和电压变送器实时监测发电机的电流值和电压值，PLC可编程控制器再根据电流、电压值进行程序运算得出功率值，并以此功率值作为控制信号，将检测到的信号送到微处理器，微处理器计算出尾舵7应偏转的角度。微处理器将角度信号发送给直流伺服电机1，直流伺服电机1根据角度信号进行相应的启停动作。直流伺服电机1运转的同时带动行星减速机2、蜗轮蜗杆减速机4运转，最后带动折尾机构5做出相应的角度偏转动作，尾舵7与风向的夹角发生变化，带动风轮转向，达到控制风机功率的目的。