一種變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，屬于風(fēng)力發(fā)電教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在教學(xué)領(lǐng)域，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電的教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置并不多見，市面上已經(jīng)投入教學(xué)的風(fēng)力發(fā)電裝置，都是以定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)為設(shè)計(jì)模本，功能不夠完善，演示實(shí)驗(yàn)單一，給教學(xué)帶來很大困難，而且，并未出現(xiàn)過通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成變槳距風(fēng)力發(fā)電的教學(xué)先例，因此，與真實(shí)工業(yè)使用的變槳距風(fēng)力發(fā)電裝置在結(jié)構(gòu)和功能上存在很大差異，教學(xué)針對(duì)性不強(qiáng)，不利于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
[0003]而且，已投入教學(xué)的風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)平臺(tái)占地面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不可拆裝，學(xué)生無法了解工業(yè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不便于學(xué)習(xí)和理解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電的教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，功能不夠完善，演示實(shí)驗(yàn)單一，占地面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不可拆裝，不便于學(xué)習(xí)和理解的問題。本發(fā)明的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)槳葉可轉(zhuǎn)動(dòng)，來調(diào)節(jié)槳葉受風(fēng)角度，可實(shí)現(xiàn)始終保持發(fā)電功率最大，教學(xué)針對(duì)性強(qiáng)、功能完善、演示實(shí)驗(yàn)眾多，便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，占地面積小，方便拆裝，安全性能高，具有良好的應(yīng)用前景。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于:包括模擬風(fēng)機(jī)組件、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件、風(fēng)向儀組件、水平連桿和風(fēng)速儀組件，所述模擬風(fēng)機(jī)組件包括風(fēng)機(jī)、放置支架，所述風(fēng)機(jī)安裝在放置支架上，所述放置支架底部的四角均設(shè)有萬向輪，所述放置支架的底部通過水平連桿與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件的底座固定連接，所述放置支架以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件的底座為圓心、水平連桿為半徑圓周運(yùn)動(dòng)改變風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)場(chǎng)，所述風(fēng)速儀組件安裝在風(fēng)機(jī)的出風(fēng)筒內(nèi)，所述風(fēng)向儀組件包括風(fēng)向儀、支撐桿，所述支撐桿固定在底座上，所述風(fēng)向儀安裝在支撐桿頂部，
所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件還包括變槳距風(fēng)機(jī)頭組件、發(fā)電機(jī)支撐座、發(fā)電機(jī)、導(dǎo)電滑環(huán)、罩殼、偏航組件和支撐立柱，所述支撐立柱垂直安裝在底座上，所述偏航組件設(shè)置在支撐立柱頂部，所述發(fā)電機(jī)通過發(fā)電機(jī)支撐座水平安裝在偏航組件的上方，所述變槳距風(fēng)機(jī)頭組件的輸出轉(zhuǎn)軸貫穿發(fā)電機(jī)支撐座與發(fā)電機(jī)相連接，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，所述導(dǎo)電滑環(huán)設(shè)置在發(fā)電機(jī)的后端，用于輸出電能，所述變槳距風(fēng)機(jī)頭組件、發(fā)電機(jī)支撐座、發(fā)電機(jī)、導(dǎo)電滑環(huán)設(shè)置在罩殼內(nèi)，所述變槳距風(fēng)機(jī)頭組件的槳葉延伸出罩殼，且正對(duì)模擬風(fēng)機(jī)組件的出風(fēng)口，所述風(fēng)向儀的輸出信號(hào)可控制偏航組件的旋轉(zhuǎn)，所述風(fēng)速儀組件的輸出信號(hào)可控制變槳距風(fēng)機(jī)頭組件的旋轉(zhuǎn)。
[0006]前述的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于:還包括護(hù)欄組件，所述護(hù)欄組件圍繞在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件的周圈。
[0007]前述的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件的底座為圓盤形狀，且底部等間隔分布的腳墊。
[0008]前述的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于:所述罩殼采用透明有機(jī)玻璃制成。
[0009]前述的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于:所述變槳距風(fēng)機(jī)頭組件包括變槳伺服電機(jī)、主傳動(dòng)齒輪、三組從傳動(dòng)齒輪，所述變槳伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端與主傳動(dòng)齒輪相連接，帶動(dòng)主傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，三組從傳動(dòng)齒輪等間隔嚙合在主傳動(dòng)齒輪的周圈，相鄰的兩組從傳動(dòng)齒輪之間的夾角為120°，所述主傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)三組從傳動(dòng)齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，各從傳動(dòng)齒輪均通過第一軸承與蝸桿相連接，并帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述蝸桿的一側(cè)設(shè)有與其配套的蝸輪，所述蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)，各蝸輪分別通過第二軸承與蝸輪軸傳動(dòng)連接，各蝸桿的端部與槳葉相擰接，所述蝸輪軸帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的槳葉以其為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使各槳葉同時(shí)沿同一角度調(diào)節(jié)受風(fēng)面，實(shí)現(xiàn)變槳距風(fēng)機(jī)頭組件的變槳距功能。
[0010]前述的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于:所述偏航組件包括偏航步進(jìn)電機(jī)，所述偏航步進(jìn)電機(jī)的輸入端與風(fēng)向儀組件的信號(hào)輸出端相連接，所述偏航組件動(dòng)力輸出端與發(fā)電機(jī)支撐座相連接，控制發(fā)電機(jī)支撐座轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變槳距風(fēng)機(jī)頭組件根據(jù)模擬風(fēng)機(jī)組件輸出的風(fēng)場(chǎng)方向偏航功能。
[0011]前述的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于:所述放置支架以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件的底座為圓心、水平連桿為半徑圓周運(yùn)動(dòng)角度為±45°。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，根據(jù)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)槳葉可轉(zhuǎn)動(dòng)，來調(diào)節(jié)槳葉受風(fēng)角度，可實(shí)現(xiàn)始終保持發(fā)電功率最大，而且根據(jù)風(fēng)場(chǎng)方向調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件的偏航方向，以接受最大風(fēng)場(chǎng)風(fēng)面，教學(xué)針對(duì)性強(qiáng)、功能完善、演示實(shí)驗(yàn)眾多，便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，觀察風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件的內(nèi)部工作原理，占地面積小，方便拆裝，安全性能高，具有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置的側(cè)視圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明的風(fēng)向儀、風(fēng)速儀組件的電氣連接圖。
[0017]圖5是本發(fā)明的變槳距風(fēng)機(jī)頭組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6是本發(fā)明的變槳距風(fēng)機(jī)頭組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖7是本發(fā)明的主傳動(dòng)齒輪、從傳動(dòng)齒輪的連接示意圖。
[0020]圖8是本發(fā)明的變槳伺服控制器、變槳伺服電機(jī)的電氣連接圖。
[0021]圖9是本發(fā)明的偏航步進(jìn)控制器、偏航步進(jìn)電機(jī)的電氣連接圖。
[0022]附圖中標(biāo)記的含義如下:
1:模擬風(fēng)機(jī)組件；101:風(fēng)機(jī)；102:放置支架；103:萬向輪；2:風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件；201:底座；202:變槳距風(fēng)機(jī)頭組件；203:發(fā)電機(jī)支撐座；204:發(fā)電機(jī)；205:導(dǎo)電滑環(huán)；206:罩殼；207:偏航組件；208:支撐立柱；209:槳葉；211:變槳伺服電機(jī)；212:主傳動(dòng)齒輪；213:從傳動(dòng)齒輪:214:第一軸承；205:蝸桿；216:蝸輪；217:第二軸承；218:蝸桿軸；219:偏航步進(jìn)電機(jī)；221:腳墊；3:護(hù)欄組件；4:風(fēng)向儀組件；401:風(fēng)向儀；402:支撐桿；5:水平連桿；6:風(fēng)速儀組件。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]如圖1及圖2所示，本發(fā)明的變槳距風(fēng)力發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，包括模擬風(fēng)機(jī)組件
1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件2、風(fēng)向儀組件4、水平連桿5和風(fēng)速儀組件6，模擬風(fēng)機(jī)組件I包括風(fēng)機(jī)101、放置支架102，風(fēng)機(jī)101安裝在放置支架102上，放置支架102底部的四角均設(shè)有萬向輪103，萬向輪103上設(shè)有腳剎，便于運(yùn)輸時(shí)候的固定，萬向輪103方便移動(dòng)放置支架102，從而改變風(fēng)機(jī)101輸出的風(fēng)場(chǎng)方向，放置支架102的底部通過水平連桿5與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件2的底座201固定連接，放置支架102以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件2的底座201為圓心、水平連桿5為半徑圓周運(yùn)動(dòng)改變風(fēng)機(jī)101輸出的風(fēng)場(chǎng)，風(fēng)速儀組件6安裝在風(fēng)機(jī)101的出風(fēng)筒內(nèi)，用于測(cè)試風(fēng)機(jī)101的出風(fēng)速度，風(fēng)向儀組件4包括風(fēng)向儀401、支撐桿402，支撐桿402垂直固定在底座201上，風(fēng)向儀401安裝在支撐桿402頂部，風(fēng)向儀401用于測(cè)試風(fēng)機(jī)101的出風(fēng)方向，所述風(fēng)向儀401的輸出信號(hào)可控制偏航組件207的旋轉(zhuǎn)，風(fēng)速儀組件6的輸出信號(hào)可控制變槳距風(fēng)機(jī)頭組件202的旋轉(zhuǎn)。
[0025]如圖3所示，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組件2還包括變槳距風(fēng)機(jī)頭組件202、發(fā)電機(jī)支撐座
203、發(fā)電機(jī)204、導(dǎo)電滑環(huán)205、罩殼206、偏航組件207和支撐立柱208，所述支撐立柱208垂直安裝在底座201上，所述偏航組件207設(shè)置在支撐立柱208頂部，所述發(fā)電機(jī)204通過發(fā)電機(jī)支撐座203水平安裝在偏航組件207的上方，變槳距風(fēng)機(jī)頭組件202的輸出轉(zhuǎn)軸貫穿發(fā)電機(jī)支撐座203與發(fā)電機(jī)204相連接，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)204發(fā)電，所述導(dǎo)電滑環(huán)205設(shè)置在發(fā)電機(jī)204的后端，用于輸出電能，變槳距風(fēng)機(jī)頭組件202、發(fā)電機(jī)支撐座203、發(fā)電機(jī)
204、導(dǎo)電滑環(huán)205設(shè)置在罩殼206內(nèi)，變槳距風(fēng)機(jī)頭組件202的槳葉209延伸出罩殼206，且正對(duì)模擬風(fēng)機(jī)組件I的出風(fēng)口，
所述風(fēng)向儀401的信號(hào)輸出端通過電纜與偏航組件207相連接，在可變風(fēng)場(chǎng)中，風(fēng)場(chǎng)方向變化的同時(shí)，風(fēng)向儀401由于其尾舵始終保持與風(fēng)場(chǎng)方向平行，風(fēng)向儀401輸出相應(yīng)位置對(duì)應(yīng)的模擬量至主控制器，主控制器控制偏航組件207內(nèi)偏航步進(jìn)電機(jī)219，偏航步進(jìn)電機(jī)219轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)支撐座203轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)支撐座203帶動(dòng)罩殼206轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)偏航迎風(fēng)，使發(fā)電機(jī)204受風(fēng)面積最大；
所述風(fēng)速儀組件6的信號(hào)輸出端通過電纜與變槳距風(fēng)機(jī)頭組件202相連接，風(fēng)速儀組件6用于測(cè)試風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速，輸出相應(yīng)風(fēng)速對(duì)應(yīng)的模擬量至變槳距風(fēng)機(jī)頭組件202內(nèi)的變槳伺服控制器處理數(shù)據(jù)后，結(jié)合風(fēng)速信號(hào)和發(fā)電功率控制變槳伺服電機(jī)211工作，通過兩級(jí)傳動(dòng)，即第一級(jí)的齒輪傳動(dòng)和第二級(jí)的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)槳葉同步轉(zhuǎn)動(dòng)，來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)槳葉受風(fēng)角度，可實(shí)現(xiàn)始終保持發(fā)電功率維持在額定發(fā)電功率，教學(xué)針對(duì)性強(qiáng)、功能完善、演示實(shí)驗(yàn)眾多，便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，零件精密、傳動(dòng)效率高、外形美觀、