分离式风机叶片变奖距结构

2.2.1锥齿轮式变楽距结构
图2.1所示的变桨距机构是通过锥齿轮传动来完成的。驱动变桨的机构动力来源于处于主轴顶端的风向标。当其发生转动,经过两组锥齿轮的配合,叶片也发生相应_度变化。这样的变奖机构首先被来自澳大利亚的科学家提出来,当然这样的变桨机构虽然新颖,但是也只是出于原理图阶段[37]。
叶旺盛等针对上述机构原理提出了具体的实现方案,采用锥齿轮系传动结构或者行星齿轮系和锥齿轮传动结构,电动机负责提供变桨时所需的动力来源。
2.2.2凸轮式变奖距结构
凸轮式变桨机构的原理为:将至少一个凸轮安装于与主旋转轴上,凸轮的任何一点的攻角等于此点的方位角与转角的差值。凸轮与叶片之间通过曲柄滑块机构和导杆机构组成的传动装置连接起来。与凸轮机构连接的导杆绕着凸轮的轮廓线运动,并带动与导杆相连的连杆运动,并且与导杆相连的曲柄滑块机构使叶片在确定的位置,确定的攻角范围发生转动。
然而此种变桨距方式却存在一个致命的缺点,即凸轮轮廓线的加工精度难以保证,而且传动系统显复杂,传动效率会受到很大影响[39]。
2.2.3合页式变桨距结构
图2.2为合页式变桨距机构。原理大致为:风力机的旋转主轴上固定放置四组水平连杆?,每个水平连杆上连接有上下两个水平转轴,上叶片与下叶片都装有齿轮,并且齿轮被装在上下叶片的转轴上,当叶片处于顺风时,上下叶片均与来风的方向垂直,当叶片处于逆风时,上下叶片闭合,即叶片每转一圈,就完成张 和闭合的动作一次这样就减小了风轮在转动过程的阻力矩,形成了最大的转动力矩,能够更好的利用风能。
2.2.4分离式叶片变奖距结构
最早的叶片分离技术,源于在航空飞机上的应用。世界上很多著名的飞机制造公司,例如:波音,空客,道格拉斯,为了改善飞机在降落时的性能,采用了在飞机机翼上安装副翼的技术,当飞机降落时,副翼自动翻起,这样就破坏了叶片表面的流场的一致性降低了机翼的升力,从而实现降速与降落的目的。受此启发,对于垂直轴风力机,当风轮旋转过程中,叶片攻角变化范围很大,在叶片尾部安装副翼可以很好的解决高风速下,降低风轮旋转速度的作用。主翼与副翼之间有一个转轴。通过添加副翼,一部分气流可以从高压区域到主翼与副翼连接处的缝隙漏出去,这样大量的能量可以被循环不断的排解掉。这样可安装摇摆副翼的叶片,也可以通过副翼部分的折起,来降低整体叶片的受力面积,从而达到降速的目的[41"“]。图2.3即为带副翼的叶片分离结构示意图。图2.4为又一种分段式叶片结构的示意图。叶片分为叶片前段,叶片后段。并且与叶片的前段后段两部分相连接的支持翼结构也由两部分组成。支持翼的主翼与叶片前端固连,叶片的后端与支持翼的副翼部分相连接,叶片前段的后缘呈四形,使得可以把连接套设在叶片后段的前缘上,叶片的后段前缘被叶片前段后缘覆盖,叶片后段的转动,液压系统或者祸杆传动装置驱动支持翼副翼部分的旋转,从而带动叶片的后半段左右摆动来实现的。并且动作指令的发出是由控制系统的单片机发出的。这样的叶片结构设计可以保证叶片在遭遇强风的恶劣工况下,减小叶片的承压面积,从而保证叶片在安全的额定工况下运行。
 

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