分離式風機葉片變獎距結構

2.2.1錐齒輪式變楽距結構
圖2.1所示的變槳距機構是通過錐齒輪傳動來完成的。驅動變槳的機構動力來源于處于主軸頂端的風向標。當其發生轉動,經過兩組錐齒輪的配合,葉片也發生相應_度變化。這樣的變獎機構首先被來自澳大利亞的科學家提出來,當然這樣的變槳機構雖然新穎,但是也只是出于原理圖階段[37]。
葉旺盛等針對上述機構原理提出了具體的實現方案,采用錐齒輪系傳動結構或者行星齒輪系和錐齒輪傳動結構,電動機負責提供變槳時所需的動力來源。
2.2.2凸輪式變獎距結構
凸輪式變槳機構的原理為:將至少一個凸輪安裝于與主旋轉軸上,凸輪的任何一點的攻角等于此點的方位角與轉角的差值。凸輪與葉片之間通過曲柄滑塊機構和導桿機構組成的傳動裝置連接起來。與凸輪機構連接的導桿繞著凸輪的輪廓線運動,并帶動與導桿相連的連桿運動,并且與導桿相連的曲柄滑塊機構使葉片在確定的位置,確定的攻角范圍發生轉動。
然而此種變槳距方式卻存在一個致命的缺點,即凸輪輪廓線的加工精度難以保證,而且傳動系統顯復雜,傳動效率會受到很大影響[39]。
2.2.3合頁式變槳距結構
圖2.2為合頁式變槳距機構。原理大致為:風力機的旋轉主軸上固定放置四組水平連桿?,每個水平連桿上連接有上下兩個水平轉軸,上葉片與下葉片都裝有齒輪,并且齒輪被裝在上下葉片的轉軸上,當葉片處于順風時,上下葉片均與來風的方向垂直,當葉片處于逆風時,上下葉片閉合,即葉片每轉一圈,就完成張 和閉合的動作一次這樣就減小了風輪在轉動過程的阻力矩,形成了最大的轉動力矩,能夠更好的利用風能。
2.2.4分離式葉片變獎距結構
最早的葉片分離技術,源于在航空飛機上的應用。世界上很多著名的飛機制造公司,例如:波音,空客,道格拉斯,為了改善飛機在降落時的性能,采用了在飛機機翼上安裝副翼的技術,當飛機降落時,副翼自動翻起,這樣就破壞了葉片表面的流場的一致性降低了機翼的升力,從而實現降速與降落的目的。受此啟發,對于垂直軸風力機,當風輪旋轉過程中,葉片攻角變化范圍很大,在葉片尾部安裝副翼可以很好的解決高風速下,降低風輪旋轉速度的作用。主翼與副翼之間有一個轉軸。通過添加副翼,一部分氣流可以從高壓區域到主翼與副翼連接處的縫隙漏出去,這樣大量的能量可以被循環不斷的排解掉。這樣可安裝搖擺副翼的葉片,也可以通過副翼部分的折起,來降低整體葉片的受力面積,從而達到降速的目的[41"“]。圖2.3即為帶副翼的葉片分離結構示意圖。圖2.4為又一種分段式葉片結構的示意圖。葉片分為葉片前段,葉片后段。并且與葉片的前段后段兩部分相連接的支持翼結構也由兩部分組成。支持翼的主翼與葉片前端固連,葉片的后端與支持翼的副翼部分相連接,葉片前段的后緣呈四形,使得可以把連接套設在葉片后段的前緣上,葉片的后段前緣被葉片前段后緣覆蓋,葉片后段的轉動,液壓系統或者禍桿傳動裝置驅動支持翼副翼部分的旋轉,從而帶動葉片的后半段左右擺動來實現的。并且動作指令的發出是由控制系統的單片機發出的。這樣的葉片結構設計可以保證葉片在遭遇強風的惡劣工況下,減小葉片的承壓面積,從而保證葉片在安全的額定工況下運行。
 

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