CN110374812A - 一种用于输电***的安全可靠的风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于输电***的安全可靠的风力发电机,包括底座、塔架、机舱、散热机构、轮毂和风电机构,机舱内设有固定板、增速箱、风叶轴和发电机,风电机构包括圆环、圆盘、若干风电组件和若干调节组件,风电组件包括风叶和支杆,散热机构包括水箱、排水管、进气组件和排气组件,进气组件包括进气管,进气管内设有转动单元、输水管、喷管和滤网,进气管内设有转动单元、输水管、喷管和滤网,该用于输电***的安全可靠的风力发电机通过风电机构可在风力较强时,降低轮毂的转速,保证设备安全运行,不仅如此,通过散热机构方便机舱长期进行通风散热,降低机舱内部的温度,延长设备的使用寿命,从而提高了该风力发电机的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及风能设备领域,特别涉及一种用于输电***的安全可靠的风力发电机。
背景技术
风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说,风能也是太阳能,所以也可以说风力发电机,是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发电机。
现有的风力发电机中,风叶大都固定安装在轮毂上,利用风力吹动风叶旋转,使得轮毂转动,再对发电机做功,实现风能到电能的转化,但是在外部风力过大时,风叶旋转速度过快,使得离心率大大增强,惯性趋势会打破风机自身的平衡,使得叶片容易折断,进而导致现有的风力发电机安全可靠性降低,不仅如此,现有的风力发电机中,机舱内部封闭,使得机舱内的电器设施运行产生的热量无法散开,机舱内部温度逐渐上升,容易引起机舱内的电器设施老化,缩短风力发电机的使用寿命,进而造成现有的风力发电机实用性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足,提供一种用于输电***的安全可靠的风力发电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于输电***的安全可靠的风力发电机,包括底座、塔架、机舱、散热机构、轮毂和风电机构,所述机舱通过塔架固定在底座的上方,所述轮毂的一端设置在机舱内,所述轮毂的另一端与风电机构连接,所述散热机构设置在机舱的远离轮毂的一端,所述机舱的形状为圆柱形,所述机舱内设有PLC、固定板、增速箱、风叶轴和发电机,所述固定板固定在机舱内,固定板上设有若干通孔,所述增速箱、风叶轴和发电机依次设置在固定板的上方,所述增速箱与轮毂连接;
所述风电机构包括圆环、圆盘、若干风电组件和若干调节组件,所述圆盘固定在轮毂的远离机舱的一端,所述风电组件周向均匀分布在圆盘的外周,所述机舱位于圆环的内侧,所述调节组件周向均匀分布在圆环的外周,所述风电组件包括风叶和支杆,所述风叶与圆盘铰接,所述圆环通过支杆与风叶铰接,所述调节组件包括平移单元、平移杆和两个U形块,所述平移单元与平移杆传动连接,两个U形块分别固定在平移杆的靠近轮毂的一侧的两端,所述圆环的内侧设置在U形块的U形开口内;
所述散热机构包括水箱、排水管、进气组件和排气组件,所述水箱固定在机舱的远离轮毂的一端,所述进气组件和排气组件分别位于机舱的上方和下方,所述进气组件包括进气管,所述进气管的形桩为L形,所述进气管的一端与机舱连通,所述进气管的另一端水平朝向风叶,所述进气管内的竖直部位从上而下依次设有转动单元、输水管、喷管和滤网,所述喷管的下方设有若干喷头,所述排水管的远离水箱的一端的外周与输水管的内壁密封连接,所述转动单元与输水管传动连接,所述输水管的底端与喷管连通,所述滤网固定在进气管内,所述水箱的顶部设有集水组件,所述排水管内设有阀门,所述阀门与PLC电连接。
作为优选,为了带动平移杆移动,所述平移单元包括第一电机、丝杆和套管,所述第一电机固定在机舱上,所述第一电机与PLC电连接,所述第一电机与丝杆的一端传动连接,所述丝杆的另一端设置在套管内,所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹,所述套管与平移杆固定连接。
作为优选,为了减小圆环受到的阻力,所述U形块的两侧的内壁上设有凹口,所述凹口内设有滚珠,所述滚珠与凹口相匹配,所述滚珠的球心位于凹口内,所述滚珠抵靠在圆环上。
作为优选,为了检测外部风速,所述圆盘上设有风速传感器,所述风速传感器与PLC电连接。
作为优选,为了方便集水,所述集水组件包括开口、密封板和两个支撑单元,所述开口设置在水箱的顶部,所述密封板位于开口的下方,两个支撑单元分别位于密封板的下方的两侧,所述支撑单元包括弹簧、横板和竖杆,所述横板固定在水箱内,所述密封板通过弹簧与横板连接,所述弹簧处于压缩状态,所述竖杆固定在密封板的下方,所述横板套设在竖杆上。
作为优选,为了带动喷管转动,所述转动单元包括第二电机、第一齿轮、第二齿轮和环形滑道,所述第二电机固定在进气管内,所述第二电机与第一齿轮传动连接,所述第一齿轮与第二齿轮啮合,所述第二齿轮同轴固定在输水管上,所述第二电机与PLC电连接,所述滑道的外周固定在进气管的内壁上,所述喷管的两端均与滑道滑动连接。
作为优选,为了检测滤网是否堵塞,所述输水管的上方设有流量计,所述流量计与PLC电连接。
作为优选,为了方便热空气排出,所述排气组件包括排气管、盖板和两个定向单元,所述排气管固定在机舱的上方,所述盖板盖设在排气管上,两个定向单元分别位于排气管的两侧。
作为优选,为了固定盖板的移动方向,所述定向单元包括滑环、滑杆和凸板,所述凸板通过滑杆固定在盖板的下方,所述滑环套设在滑杆上,所述滑环与排气管固定连接。
作为优选,为了避免排气管内进水,所述盖板的下方设有防护框。
本发明的有益效果是,该用于输电***的安全可靠的风力发电机通过风电机构可在风力较强时,降低轮毂的转速,保证设备安全运行,不仅如此,通过散热机构方便机舱长期进行通风散热,降低机舱内部的温度,延长设备的使用寿命,从而提高了该风力发电机的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于输电***的安全可靠的风力发电机的结构示意图;
图2是本发明的用于输电***的安全可靠的风力发电机的风电机构的结构示意图;
图3是本发明的用于输电***的安全可靠的风力发电机的散热机构的结构示意图;
图4是图3的A部放大图;
图5是本发明的用于输电***的安全可靠的风力发电机的排气组件的结构示意图;
图中:1.底座,2.塔架,3.机舱,4.轮毂,5.固定板,6.增速箱,7.风叶轴,8.发电机,9.圆环,10.圆盘,11.风叶,12.支杆,13.平移杆,14.U形块,15.水箱,16.排水管,17.输水管,18.喷管,19.滤网,20.喷头,21.第一电机,22.丝杆,23.套管,24.滚珠,25.风速传感器,26.密封板,27.弹簧,28.横板,29.竖杆,30.第二电机,31.第一齿轮,32.第二齿轮,33.流量计,34.排气管,35.盖板,36.滑环,37.滑杆,38.凸板,39.防护框,40.进气管,41.滑道。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图3所示,一种用于输电***的安全可靠的风力发电机,包括底座1、塔架2、机舱3、散热机构、轮毂4和风电机构,所述机舱3通过塔架2固定在底座1的上方,所述轮毂4的一端设置在机舱3内,所述轮毂4的另一端与风电机构连接,所述散热机构设置在机舱3的远离轮毂4的一端,所述机舱3的形状为圆柱形,所述机舱3内设有PLC、固定板5、增速箱6、风叶11轴7和发电机8,所述固定板5固定在机舱3内,固定板5上设有若干通孔,所述增速箱6、风叶11轴7和发电机8依次设置在固定板5的上方,所述增速箱6与轮毂4连接;
PLC,即可编程逻辑控制器,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程,其实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,一般用于数据的处理以及指令的接收和输出,用于实现中央控制。
该风力发电机中,底座1固定安装在地面上,通过塔架2对机舱3进行固定支撑,在进行发电时,风吹在风叶11上,带动风叶11旋转,使得轮毂4转动,通过增速箱6增加风叶11轴7的转速,使得风叶11轴7高速转动,对发电机8进行做功,实现风能转化为机械能,再将机械能转化为电能的过程。利用风电机构可调节轮毂4的转速,避免外部风力过强时,轮毂4转速过快,增加设备运行的危险性,通过散热机构方便对机舱3内部进行降温散热,保证固定板5上的各个电力设施工作在合适的环境温度下,从而延长了该风力发电机的使用寿命。
如图2所示,所述风电机构包括圆环9、圆盘10、若干风电组件和若干调节组件,所述圆盘10固定在轮毂4的远离机舱3的一端,所述风电组件周向均匀分布在圆盘10的外周,所述机舱3位于圆环9的内侧,所述调节组件周向均匀分布在圆环9的外周,所述风电组件包括风叶11和支杆12,所述风叶11与圆盘10铰接,所述圆环9通过支杆12与风叶11铰接,所述调节组件包括平移单元、平移杆13和两个U形块14,所述平移单元与平移杆13传动连接,两个U形块14分别固定在平移杆13的靠近轮毂4的一侧的两端,所述圆环9的内侧设置在U形块14的U形开口内;
风电机构中,利用风叶11可接收外部风的作用力进行转动,通过转盘带动轮毂4转动,使得机舱3内部进行发电,当外部风力过强时,调节组件启动,通过平移单元带动平移杆13远离轮毂4移动,使得平移杆13通过U形块14,带动圆环9远离轮毂4移动,圆环9移动时,通过支杆12作用在风叶11上,原先风叶11与轮毂4之间呈90°角,此时风叶11与轮毂4的夹角为锐角,通过圆环9的移动,使得风叶11向轮毂4靠近转动,减小了风叶11的受风面积,便于在强风天气下,降低风叶11和轮毂4的转速,保证设备安全运行,提高了设备的实用性。
如图3-4所示,所述散热机构包括水箱15、排水管16、进气组件和排气组件,所述水箱15固定在机舱3的远离轮毂4的一端,所述进气组件和排气组件分别位于机舱3的上方和下方,所述进气组件包括进气管40,所述进气管40的形桩为L形,所述进气管40的一端与机舱3连通,所述进气管40的另一端水平朝向风叶11,所述进气管40内的竖直部位从上而下依次设有转动单元、输水管17、喷管18和滤网19,所述喷管18的下方设有若干喷头20,所述排水管16的远离水箱15的一端的外周与输水管17的内壁密封连接,所述转动单元与输水管17传动连接,所述输水管17的底端与喷管18连通,所述滤网19固定在进气管40内,所述水箱15的顶部设有集水组件,所述排水管16内设有阀门,所述阀门与PLC电连接。
散热机构中,通过进气组件引入外部冷空气,而机舱3内的热空气通过排气组件排出,机舱3内部的固定板5中,通过设置的多个通孔,方便从进气组件引入机舱3内的冷空气均匀分布在固定板5的上方,实现均匀散热降温。进气组件中,进气管40的远离机舱3的一端水平朝向风叶11,便于外部空气随着风的方向流动,进入到进气管40内,而后通过滤网19进行过滤除尘后,再进入机舱3内,通过固定板5上的多个通孔,外部空气均匀分布在机舱3内,而机舱3内的热空气通过排气组件排出,为了避免滤网19堵塞,利用水箱15顶部的集水组件可收集外部雨水,而后PLC控制排水管16内的阀门打开,使得水流通过排水管16输送输水管17,再由喷管18从喷头20喷出,对滤网19进行喷洒水溶液,将滤网19上的杂质冲刷,同时PLC控制转动单元运行,带动喷管18转动,使得喷头20均匀向下喷洒水溶液,便于去除滤网19上的灰尘,保证进气管40的疏通顺畅。
如图2所示,所述平移单元包括第一电机21、丝杆22和套管23,所述第一电机21固定在机舱3上,所述第一电机21与PLC电连接,所述第一电机21与丝杆22的一端传动连接,所述丝杆22的另一端设置在套管23内,所述套管23的与丝杆22的连接处设有与丝杆22匹配的螺纹,所述套管23与平移杆13固定连接。PLC控制第一电机21启动,带动丝杆22旋转,丝杆22通过螺纹作用在套管23上,使得套管23沿着丝杆22的轴线移动,进而带动平移杆13移动。
作为优选,为了减小圆环9受到的阻力,所述U形块14的两侧的内壁上设有凹口,所述凹口内设有滚珠24,所述滚珠24与凹口相匹配,所述滚珠24的球心位于凹口内,所述滚珠24抵靠在圆环9上。圆环9在U形块14的U形开口内转动的过程中,圆环9的表面与滚珠24接触,滚珠24在凹口内滚动,通过滚珠24的滚动减小圆环9随着风叶11旋转时,受到的阻力,从而方便了圆环9的转动。
作为优选,为了检测外部风速,所述圆盘10上设有风速传感器25,所述风速传感器25与PLC电连接。利用风速传感器25可检测外部环境的风速,并将风速传递给PLC,当PLC检测到风速过大时,PLC控制平移单元带动平移杆13远离轮毂4,使得圆环9远离轮毂4,通过支杆12拉动风叶11,减小风叶11的受到的风力,从而降低风叶11和轮毂4的转速。
如图3所示,所述集水组件包括开口、密封板26和两个支撑单元,所述开口设置在水箱15的顶部,所述密封板26位于开口的下方,两个支撑单元分别位于密封板26的下方的两侧,所述支撑单元包括弹簧27、横板28和竖杆29,所述横板28固定在水箱15内,所述密封板26通过弹簧27与横板28连接,所述弹簧27处于压缩状态,所述竖杆29固定在密封板26的下方,所述横板28套设在竖杆29上。
集水组件中,通过固定板5上的压缩状态的弹簧27,向上推动密封板26,使得密封板26堵住开口,防止水箱15内的水溶液蒸发,而在发生降雨时,雨水打在密封板26上,使得密封板26向下移动,压缩弹簧27的同时,雨水通过开口进入到水箱15中,实现雨水收集的功能,弹簧27的形变量发生变化时,利用竖杆29固定了密封板26的移动方向,使得密封板26能够沿着竖杆29的轴线方向移动,便于密封板26对准开口。
如图4所示,所述转动单元包括第二电机30、第一齿轮31、第二齿轮32和环形滑道41,所述第二电机30固定在进气管40内,所述第二电机30与第一齿轮31传动连接,所述第一齿轮31与第二齿轮32啮合,所述第二齿轮32同轴固定在输水管17上,所述第二电机30与PLC电连接,所述滑道41的外周固定在进气管40的内壁上,所述喷管18的两端均与滑道41滑动连接。
PLC控制第二电机30启动,带动第一齿轮31转动,第一齿轮31作用在与之啮合的第二齿轮32上,使得第二齿轮32带动与其固定连接的输水管17转动,进而实现了喷管18在环形滑道41内的转动,使得下方的喷头20均匀向下喷洒冲刷水溶液,对滤网19进行清洗疏通。
作为优选,为了检测滤网19是否堵塞,所述输水管17的上方设有流量计33,所述流量计33与PLC电连接。利用流量计33检测通过进气管40的空气流量,并将流量数据传递给PLC,当PLC检测到流量较小时,表明滤网19出现堵塞,此时PLC控制排水管16内的阀门打开,并控制转动单元运行,使得喷头20转动并向下喷洒水溶液对滤网19进行冲刷清洗。
如图5所示,所述排气组件包括排气管34、盖板40和两个定向单元,所述排气管34固定在机舱3的上方,所述盖板40盖设在排气管34上,两个定向单元分别位于排气管34的两侧。通过盖板40堵住排气管34,在进行散热时,热空气向上流动,进入排气管34,并向上推动盖板40,使得盖板40在两个定向单元的作用下向上移动,方便热空气排出。
作为优选,为了固定盖板40的移动方向,所述定向单元包括滑环36、滑杆37和凸板38,所述凸板38通过滑杆37固定在盖板40的下方,所述滑环36套设在滑杆37上,所述滑环36与排气管34固定连接。利用固定在排气管34上的滑环36,固定了滑杆37的移动方向,通过凸板38限制了滑杆37的移动范围,从而实现了盖板40的稳定移动。
作为优选,为了避免排气管34内进水,所述盖板40的下方设有防护框39。利用防护框39可防止发生降雨时,雨水从侧面打进排气管34内,引起机舱3内部设施的短路损坏。
该风力发电机在运行过程中当外部风力较大时,通过平移单元带动平移杆13远离轮毂4,使得圆环9远离轮毂4移动,通过支杆12带动风叶11旋转,减小了受风面积,从而可降低转速,保证设备安全运行,并通过进气机构方便引入外部冷空气,进行除尘过滤,而机舱3内的热空气通过排气组件排出,实现降温散热,并利用集水组件可收集雨水,便于对进气管40内的滤网19进行冲刷清洗,保证滤网19的疏通,便于通风散热,延长设备的使用寿命,从而提高了设备的实用性。
与现有技术相比,该用于输电***的安全可靠的风力发电机通过风电机构可在风力较强时,降低轮毂4的转速,保证设备安全运行,不仅如此,通过散热机构方便机舱3长期进行通风散热,降低机舱3内部的温度,延长设备的使用寿命,从而提高了该风力发电机的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,包括底座(1)、塔架(2)、机舱(3)、散热机构、轮毂(4)和风电机构,所述机舱(3)通过塔架(2)固定在底座(1)的上方,所述轮毂(4)的一端设置在机舱(3)内,所述轮毂(4)的另一端与风电机构连接,所述散热机构设置在机舱(3)的远离轮毂(4)的一端,所述机舱(3)的形状为圆柱形,所述机舱(3)内设有PLC、固定板(5)、增速箱(6)、风叶(11)轴(7)和发电机(8),所述固定板(5)固定在机舱(3)内,固定板(5)上设有若干通孔,所述增速箱(6)、风叶(11)轴(7)和发电机(8)依次设置在固定板(5)的上方,所述增速箱(6)与轮毂(4)连接;
所述风电机构包括圆环(9)、圆盘(10)、若干风电组件和若干调节组件,所述圆盘(10)固定在轮毂(4)的远离机舱(3)的一端,所述风电组件周向均匀分布在圆盘(10)的外周,所述机舱(3)位于圆环(9)的内侧,所述调节组件周向均匀分布在圆环(9)的外周,所述风电组件包括风叶(11)和支杆(12),所述风叶(11)与圆盘(10)铰接,所述圆环(9)通过支杆(12)与风叶(11)铰接,所述调节组件包括平移单元、平移杆(13)和两个U形块(14),所述平移单元与平移杆(13)传动连接,两个U形块(14)分别固定在平移杆(13)的靠近轮毂(4)的一侧的两端,所述圆环(9)的内侧设置在U形块(14)的U形开口内;
所述散热机构包括水箱(15)、排水管(16)、进气组件和排气组件,所述水箱(15)固定在机舱(3)的远离轮毂(4)的一端,所述进气组件和排气组件分别位于机舱(3)的上方和下方,所述进气组件包括进气管(40),所述进气管(40)的形桩为L形,所述进气管(40)的一端与机舱(3)连通,所述进气管(40)的另一端水平朝向风叶(11),所述进气管(40)内的竖直部位从上而下依次设有转动单元、输水管(17)、喷管(18)和滤网(19),所述喷管(18)的下方设有若干喷头(20),所述排水管(16)的远离水箱(15)的一端的外周与输水管(17)的内壁密封连接,所述转动单元与输水管(17)传动连接,所述输水管(17)的底端与喷管(18)连通,所述滤网(19)固定在进气管(40)内,所述水箱(15)的顶部设有集水组件,所述排水管(16)内设有阀门,所述阀门与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,所述平移单元包括第一电机(21)、丝杆(22)和套管(23),所述第一电机(21)固定在机舱(3)上,所述第一电机(21)与PLC电连接,所述第一电机(21)与丝杆(22)的一端传动连接,所述丝杆(22)的另一端设置在套管(23)内,所述套管(23)的与丝杆(22)的连接处设有与丝杆(22)匹配的螺纹,所述套管(23)与平移杆(13)固定连接。
3.如权利要求1所述的用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,所述U形块(14)的两侧的内壁上设有凹口,所述凹口内设有滚珠(24),所述滚珠(24)与凹口相匹配,所述滚珠(24)的球心位于凹口内,所述滚珠(24)抵靠在圆环(9)上。
4.如权利要求1所述的用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,所述圆盘(10)上设有风速传感器(25),所述风速传感器(25)与PLC电连接。
5.如权利要求1所述的用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,所述集水组件包括开口、密封板(26)和两个支撑单元,所述开口设置在水箱(15)的顶部,所述密封板(26)位于开口的下方,两个支撑单元分别位于密封板(26)的下方的两侧,所述支撑单元包括弹簧(27)、横板(28)和竖杆(29),所述横板(28)固定在水箱(15)内,所述密封板(26)通过弹簧(27)与横板(28)连接,所述弹簧(27)处于压缩状态,所述竖杆(29)固定在密封板(26)的下方,所述横板(28)套设在竖杆(29)上。
6.如权利要求1所述的用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,所述转动单元包括第二电机(30)、第一齿轮(31)、第二齿轮(32)和环形滑道(41),所述第二电机(30)固定在进气管(40)内,所述第二电机(30)与第一齿轮(31)传动连接,所述第一齿轮(31)与第二齿轮(32)啮合,所述第二齿轮(32)同轴固定在输水管(17)上,所述第二电机(30)与PLC电连接,所述滑道(41)的外周固定在进气管(40)的内壁上,所述喷管(18)的两端均与滑道(41)滑动连接。
7.如权利要求1所述的用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,所述输水管(17)的上方设有流量计(33),所述流量计(33)与PLC电连接。
8.如权利要求1所述的用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,所述排气组件包括排气管(34)、盖板(40)和两个定向单元,所述排气管(34)固定在机舱(3)的上方,所述盖板(40)盖设在排气管(34)上,两个定向单元分别位于排气管(34)的两侧。
9.如权利要求8所述的用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,所述定向单元包括滑环(36)、滑杆(37)和凸板(38),所述凸板(38)通过滑杆(37)固定在盖板(40)的下方,所述滑环(36)套设在滑杆(37)上,所述滑环(36)与排气管(34)固定连接。
10.如权利要求8所述的用于输电***的安全可靠的风力发电机,其特征在于,所述盖板(40)的下方设有防护框(39)。
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