一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组的制作方法

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1.本实用新型涉及小型风力发电机组的技术领域，尤其是指一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组。

背景技术：

2.目前针对100kw以下采用直驱传动系统结构的小型风力发电机组，其风轮和传动系统连接后通过主机架固定安装于塔架上，当遇到暴风或台风时，风轮载荷显著增大，需要增加主机的载荷传递部件及塔架的强度，以满足极端风况下的承载要求，但这种方式使得主机及塔架整体结构非常笨重，成本也较高。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，能够在暴风或台风天气时将风力发电机组的风轮上仰至水平的位置，成为类似直升机的工作模式，以大大减风轮迎风面积，从而显著降低机组载荷，并可以有效抵抗极端暴风或台风，且不需要将主机和塔架做得非常笨重。
4.本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：
5.一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，包括带有整流罩的轮毂、叶片、传动系统、发电机、主机架、偏航平台支架、俯仰销轴、俯仰驱动机构、机舱罩、偏航主轴、偏航轴承和塔筒，所述叶片安装于轮毂上并与轮毂组成风轮，所述传动系统和发电机设于轮毂内部，且传动系统的输入端与轮毂连接，其输出端与发电机连接，所述主机架设于传动系统的后端，并与传动系统连接，所述偏航平台支架设于主机架的下方，其后端与主机架的后端通过俯仰销轴连接，所述俯仰驱动机构的上端与主机架铰接，其下端与偏航平台支架铰接，所述机舱罩包括相匹配的上部翻转罩体和下部固定罩体，所述上部翻转罩体罩设于主机架的外侧，并与主机架连接，其前端与整流罩对接，所述下部固定罩体罩设于偏航平台支架的外侧，并位于上部翻转罩体的下方，其与偏航平台支架连接，所述偏航平台支架通过偏航轴承与偏航主轴连接，所述偏航主轴的底端伸出下部固定罩体并与塔架连接。
6.进一步，所述俯仰驱动机构包括丝杆、丝杆螺母、中间齿轮、螺母安装座、小齿轮轴和电机，所述丝杆的下端与丝杆螺母的内侧螺纹配合连接，其上端与主机架通过销轴铰接，所述中间齿轮套接在丝杆螺母的外侧，两者共同安装于螺母安装座内，所述螺母安装座与偏航平台支架通过销轴铰接，所述中间齿轮与转动设于螺母安装座内的小齿轮轴的齿轮部分外啮合，所述小齿轮轴由电机驱动转动，进而带动丝杆螺母旋转从而驱动丝杆将主机架顶起或放下，并绕着俯仰销轴旋转。
7.进一步，所述中间齿轮与丝杆螺母通过键槽和花键连接，或通过曲面齿形结构配合连接，或通过弧面凸起凹槽结构配合连接。
8.进一步，所述螺母安装座包括相互连接的螺母固定座和螺母支撑座，所述螺母固定座内部形成有用于安装丝杆螺母、中间齿轮和小齿轮轴的安装位，所述螺母支撑座通过
销轴与偏航平台支架铰接。
9.进一步，所述小齿轮轴通过滑动衬套安装于螺母固定座的安装位内。
10.进一步，所述丝杆和丝杆螺母配合的螺纹为自锁螺纹。
11.进一步，所述电机为带有断电抱闸功能的电机。
12.进一步，所述电机与风力发电机组的主控系统电连接。
13.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
14.1、本实用新型通过设计有俯仰驱动机构以及可分离的机舱罩(即上部翻转罩体和下部固定罩体)，能够在暴风或台风来临时，将风轮顶升至接近水平状态，大大减小风轮迎风面积，减小机组载荷，有效保证机组在极限风况下的安全性。
15.2、本实用新型的俯仰驱动机构采用丝杆螺母结构，结构简单可靠，可利用螺纹自锁保持顶升位置的锁定；且丝杆螺母可采用锡青铜材料，实现自润滑，大大延长维护周期。
16.3、本实用新型的电机驱动可接入风力发电机组的主控系统，可以实现自动控制。
附图说明
17.图1为本实用新型的小型风力发电机组不包含塔筒的整体结构示意图。
18.图2为本实用新型的小型风力发电机组不包含塔筒的剖视图。
19.图3为本实用新型的小型风力发电机组不包含塔筒和机舱罩的结构示意图。
20.图4为本实用新型的主机架、偏航平台支架和俯仰驱动机构的连接示意图。
21.图5为本实用新型的主机架、偏航平台支架和俯仰驱动机构的剖视图。
22.图6为本实用新型的俯仰驱动机构的结构示意图。
23.图7为本实用新型的俯仰驱动机构的剖视图。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1至图5所示，本实施例提供了一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，包括带有整流罩2的轮毂1、叶片(图中未示出)、传动系统3、发电机(图中未示出)、主机架4、偏航平台支架5、俯仰销轴6、俯仰驱动机构7、机舱罩、偏航主轴9、偏航轴承10和塔筒(图中未示出)，所述叶片安装于轮毂1上并与轮毂1组成风轮，所述传动系统3和发电机设于轮毂1内部，且传动系统3的输入端与轮毂1连接，其输出端与发电机连接，所述主机架4设于传动系统3的后端，并与传动系统3连接，所述偏航平台支架5设于主机架4的下方，其后端与主机架4的后端通过俯仰销轴6连接，所述俯仰驱动机构7的上端与主机架4铰接，其下端与偏航平台支架5铰接，所述机舱罩包括相匹配的上部翻转罩体801和下部固定罩体802，所述上部翻转罩体801罩设于主机架4的外侧，并与主机架4连接，其前端与整流罩2对接，所述下部固定罩体802罩设于偏航平台支架5的外侧，并位于上部翻转罩体801的下方，其与偏航平台支架5连接，通过俯仰驱动机构7能够将主机架4带动上部翻转罩体801顶起，并绕着俯仰销轴6旋
转，从而将风轮转动至所需的俯仰角度，所述偏航平台支架5通过偏航轴承10与偏航主轴9连接，可以实现偏航动作，所述偏航主轴9的底端伸出下部固定罩体802并与塔架连接。
26.如图6、图7所示，俯仰驱动机构7包括丝杆701、丝杆螺母702、螺母安装座、中间齿轮705、小齿轮轴706和电机(图中未示出)，所述丝杆701的下端与丝杆螺母702的内侧螺纹配合连接，其上端与主机架4通过销轴708铰接，所述中间齿轮705套接在丝杆螺母702的外侧，两者共同安装于螺母安装座内，与螺母安装座间隙配合，所述螺母安装座与偏航平台支架5通过销轴708铰接，所述中间齿轮705与转动设于螺母安装座内的小齿轮轴706的齿轮部分外啮合，所述小齿轮轴706由电机驱动转动，进而带动丝杆螺母702旋转从而驱动丝杆701将主机架4顶起或放下，并绕着俯仰销轴6旋转。
27.具体的，中间齿轮705采用合金钢制成，其与丝杆螺母702可通过键槽和花键配合传递扭矩，或通过曲面齿形结构配合传递扭矩，或通过弧面凸起凹槽结构配合传递扭矩。
28.具体的，螺母安装座包括相互连接的螺母固定座703和螺母支撑座704，螺母固定座703和螺母支撑座704采用普通碳钢制成，所述螺母固定座703内部形成有用于安装丝杆螺母702、中间齿轮705和小齿轮轴706的安装位，所述螺母支撑座704通过销轴与偏航平台支架5铰接。
29.具体的，小齿轮轴706采用合金钢制成，并通过滑动衬套707安装于螺母固定座703的安装位内，通过滑动衬套支撑小齿轮轴706的旋转，也可以采用滚动轴承代替滑动衬套。
30.具体的，丝杠采用碳钢或合金钢制成，其外周面加工成梯形或三角形的自锁螺纹，通过将丝杆701和丝杆螺母702配合的螺纹加工成自锁螺纹，实现到位锁定。
31.具体的，丝杆螺母702采用锡青铜材料制成，可以实现螺纹幅的自润滑。
32.具体的，电机具有断电抱闸功能，能够实现停机锁定的保护。同时采用电机驱动方便接入风力发电机组的主控系统，可以实现自动控制。
33.本实用新型为100kw以下采用直驱传动系统结构的小型风力发电机组，其传动系统的主轴承采用两个双列圆锥轴承，主轴承通过轴承座安装在轮毂内部，传动系统的定子主轴的前端与主轴承配合连接，其后端与主机架连接。发电机可以与轮毂和定子主轴集成安装，即发电机转子直接连接到轮毂上，发电机定子安装到定子主轴上。
34.本实用新型中主机架和偏航平台支架中部空间大，可以方便替换为其他类型的俯仰驱动机构，如替换为电动推杆或电动伸缩缸、液压或气动伸缩缸、直线电机、齿轮齿条机构，采用类似的固定方式可以实现同样的俯仰转动功能。
35.以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型专利构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

技术特征：

1.一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，其特征在于：包括带有整流罩的轮毂、叶片、传动系统、发电机、主机架、偏航平台支架、俯仰销轴、俯仰驱动机构、机舱罩、偏航主轴、偏航轴承和塔筒，所述叶片安装于轮毂上并与轮毂组成风轮，所述传动系统和发电机设于轮毂内部，且传动系统的输入端与轮毂连接，其输出端与发电机连接，所述主机架设于传动系统的后端，并与传动系统连接，所述偏航平台支架设于主机架的下方，其后端与主机架的后端通过俯仰销轴连接，所述俯仰驱动机构的上端与主机架铰接，其下端与偏航平台支架铰接，所述机舱罩包括相匹配的上部翻转罩体和下部固定罩体，所述上部翻转罩体罩设于主机架的外侧，并与主机架连接，其前端与整流罩对接，所述下部固定罩体罩设于偏航平台支架的外侧，并位于上部翻转罩体的下方，其与偏航平台支架连接，所述偏航平台支架通过偏航轴承与偏航主轴连接，所述偏航主轴的底端伸出下部固定罩体并与塔架连接。2.根据权利要求1所述的一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，其特征在于：所述俯仰驱动机构包括丝杆、丝杆螺母、中间齿轮、螺母安装座、小齿轮轴和电机，所述丝杆的下端与丝杆螺母的内侧螺纹配合连接，其上端与主机架通过销轴铰接，所述中间齿轮套接在丝杆螺母的外侧，两者共同安装于螺母安装座内，所述螺母安装座与偏航平台支架通过销轴铰接，所述中间齿轮与转动设于螺母安装座内的小齿轮轴的齿轮部分外啮合，所述小齿轮轴由电机驱动转动，进而带动丝杆螺母旋转从而驱动丝杆将主机架顶起或放下，并绕着俯仰销轴旋转。3.根据权利要求2所述的一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，其特征在于：所述中间齿轮与丝杆螺母通过键槽和花键连接，或通过曲面齿形结构配合连接，或通过弧面凸起凹槽结构配合连接。4.根据权利要求2所述的一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，其特征在于：所述螺母安装座包括相互连接的螺母固定座和螺母支撑座，所述螺母固定座内部形成有用于安装丝杆螺母、中间齿轮和小齿轮轴的安装位，所述螺母支撑座通过销轴与偏航平台支架铰接。5.根据权利要求4所述的一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，其特征在于：所述小齿轮轴通过滑动衬套安装于螺母固定座的安装位内。6.根据权利要求2所述的一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，其特征在于：所述丝杆和丝杆螺母配合的螺纹为自锁螺纹。7.根据权利要求2所述的一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，其特征在于：所述电机为带有断电抱闸功能的电机。8.根据权利要求2所述的一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，其特征在于：所述电机与风力发电机组的主控系统电连接。

技术总结

本实用新型公开了一种带俯仰转动功能的小型风力发电机组，包括带整流罩的轮毂、叶片、传动系统、发电机、主机架、偏航平台支架、俯仰销轴、俯仰驱动机构、机舱罩、偏航主轴和塔筒，叶片安装于轮毂上组成风轮，传动系统和发电机设于轮毂内部，主机架设于传动系统的后端，偏航平台支架与其上方的主机架通过俯仰销轴连接，俯仰驱动机构铰接在主机架和偏航平台支架之间，机舱罩的上部翻转罩体罩设于主机架的外侧，与主机架连接，机舱罩的下部固定罩体罩设于偏航平台支架的外侧，与偏航平台支架连接，偏航平台支架通过偏航主轴与塔架连接。本实用新型能够在暴风或台风天气时将风轮上仰至水平的位置，以抵抗极端暴风或台风。以抵抗极端暴风或台风。以抵抗极端暴风或台风。