[实用新型]一种垂直轴风能发电机可变翼系统

说明书

本实用新型公开了一种垂直轴风能发电机可变翼系统，涉及风能发电机领域，所述可变翼系统与叶片处于叶片支撑臂的两侧，包括齿轮、带齿皮带轮、带齿皮带、旋转控制盘、两个单向轴承、两个触发机构、扭力弹簧，其中：所述齿轮固定于风机主轴上，所述带齿皮带轮设置在叶片转轴上，所述带齿皮带套装在所述齿轮和所述带齿皮带轮上；所述旋转控制盘设置在叶轮转轴上；所述两个触发机构设置于叶片支撑臂上方；所述扭力弹簧设置于所述带齿皮带轮和所述旋转控制盘之间。本实用新型使发电扭矩比较均匀、负转矩的出现时间大大降低，风能利用率大幅提高。

技术领域

本实用新型涉及风能发电机领域，尤其涉及一种垂直轴风能发电机可变翼系统。

背景技术

风能发电是通过利用风能发电，而风能发电机则是实现风能转变为电能的机械设备。根据叶片固定轴方位的不同可将风能发电机分为垂直轴型和水平轴型两类。

水平轴型风能发电机，顾名思义叶轮旋转轴与地面基本平行且与风向一致，该类型风能发电机由叶片与轮毂、机舱和塔架构成，在该机舱内安装有主轴承、齿轮箱、发电机、偏航装置、风向风速测量、控制柜等。目前，水平轴风能发电机发展历史较长，技术较为成熟，其发电扭矩较为均匀、工作效率较垂直轴风能发电机高等优点使其一直占据市场主流，其缺点为增加额外偏航装置进行对风，受风力影响使机舱设立于离地面较高位置，安装，维修成本增加，体型及噪音较大使其无法在城市内建造。

垂直轴风能发电机中，旋转轴垂直设立于地面，按照空气动力学原理可分为阻力型和升力型二类。由于受尖速比影响使得阻力型风机发展潜力较低，升力型垂直轴风能发电机民用市场潜力巨大，各国均竞相加大对其研发力度。相较于水平轴风能发电机，垂直轴具有以下优点：基本无噪音，叶片无向外延伸，因此所占空间较小且可安装在居民区高大建筑物顶层，通过借助已有建筑物的高度而大大降低建造，维护成本，便于电力运输。风机旋转轴及叶片始终与风向垂直，无需偏航装置进行对风，由此结构得到简化且对风所需驱动力得以节约。

然而，传统垂直轴风能发电机存在缺点，即：发电扭矩非常不均匀、并有相当大的负扭矩，造成净发电扭矩较小，风能利用率低。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种垂直轴风能发电机可变翼系统，通过一种可控传动装置使得叶片绕垂直轴旋转中产生自转，由此，该叶片的升力和阻力的大小及方向均随之改变，负转矩出现时间将大大降低，风能利用率大幅提高。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是，在垂直轴风能发电机的叶片旋转过程中，负转矩的出现时间尽可能降低，甚至为零，使得垂直轴风能发电机的发电扭矩尽量均匀，从而提高风能利用率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种垂直轴风能发电机可变翼系统，所述可变翼系统与叶片处于叶片支撑臂的两侧，包括齿轮、带齿皮带轮、带齿皮带、旋转控制盘、两个单向轴承、两个触发机构、扭力弹簧，其中：

所述齿轮固定于风机主轴上，所述带齿皮带轮设置在叶片转轴上，所述带齿皮带套装在所述齿轮和所述带齿皮带轮上；

所述旋转控制盘设置在叶轮主轴上；

所述两个触发机构设置于叶片支撑臂上方；

所述扭力弹簧设置于所述带齿皮带轮和所述旋转控制盘之间。

进一步地，所述齿轮的半径为所述带齿皮带轮的一半。

进一步地，所述带齿皮带轮和所述旋转控制盘分别通过所述两个单向轴承紧固于叶片转轴上。

进一步地，所述两个单向轴承具有同方向的转动以及逆止功能。

进一步地，所述带齿皮带轮下方设有一突起与一长条形触发杆。

进一步地，所述旋转控制盘分别在轮盘表面以及外缘拥有长条形突起。