可控叶片表面运动速度及方向升力型立轴风力发电装置

摘要

本发明涉及一种可控叶片表面运动速度及方向升力型立轴风力发电装置。它包括叶片、尾翼和风轮驱动的电机主轴。叶片为可调整攻角和控制表面运动速度及方向的叶片，叶片攻角的调整和表面运动速度及方向的控制是通过一个调控装置来实现的，该调控装置的结构是：尾翼带动一个凸轮槽，凸轮槽驱动一个连杆机构，连杆机构驱动叶片随转动相位的改变而改变叶片与来流的攻角，在改变攻角的同时控制叶片上可运动的表面转速以及转向的改变，实现叶片在转动过程中大攻角下抑制气流分离提高升力以有效的提高风能利用率。本发明能提高风力机的风能利用率，适用于任意来流风向，结构简单、易于实现。

主权项

一种可控叶片表面运动速度及方向升力型立轴风力发电装置，包括叶片(4)、尾翼(2)和风轮驱动的发电机主轴(1)，其特征在于所述叶片(4)为可控制其表面运动速度及方向和攻角调节的叶片，其控制表面运动速度及方向和攻角调节是通过一个调控装置(3)来实现的，所述调控装置(3)的结构是：所述尾翼(2)带动一个凸轮(5)，所述凸轮(5)驱动一个连杆机构，所述连杆机构驱动叶片(4)随转动相位的变化调整与来流的攻角以及其轮轴(13)的转向和转速，实现风能的高效利用；所述的尾翼(2)上的风向标由于力矩的作用将与风向保持一致，尾翼(2)的转轴(16)通过键(17)与所述凸轮(5)连接，凸轮(5)随尾翼(2)的转动而转动；各叶片(4)两端垂直安装在上下两根中空悬臂(6)外端部，其中一根中空的悬臂(6)与所述发电机主轴(1)上端法兰盘(9)固联在一起，各悬臂(6)内有一根顶杆(7)，顶杆(7)内端通过一个滚针(11)顶靠着所述凸轮(5)的凸轮槽(14)中，所述连杆机构是：顶杆(7)外端与一根连杆(10)铰联，连杆(10)与叶片(4)铰联，使叶片绕旋转中心(12)转动，当法兰盘(9)在发电机主轴(1)上转动时，与悬臂(6)内部的顶杆(7)联在一起的滚针(11)在凸轮(5)的凸轮槽(14)滚动，滚针(11)驱动顶杆(7)在悬臂(6)内腔中滑动，与顶杆(7)连在一起的连杆(10)就会驱动叶片围绕叶片旋转中心(12)转动，以使来流与叶片保持大攻角；尾翼(2)驱动凸轮(5)与风向一致，通过凸轮(5)的凸轮槽(14)驱动的顶杆(7)在驱动叶片在主要做功段、上风向做功段和下风向做功段与来流保持大攻角以及在过渡段调整攻角的同时，顶杆(7)还通过控制固定于悬臂(6)上的行程开关(15)控制伺服电机(8)的正反转来控制叶片(4)上的轮轴(13)在上风向做功段顺时针旋转，在下风向做功段时逆时针旋转，在过渡段时实现轮轴转向改变的转换。