2.2.1錐齒輪式變楽距結(jié)構(gòu)
圖2.1所示的變槳距機(jī)構(gòu)是通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)來(lái)完成的。驅(qū)動(dòng)變槳的機(jī)構(gòu)動(dòng)力來(lái)源于處于主軸頂端的風(fēng)向標(biāo)。當(dāng)其發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)兩組錐齒輪的配合,葉片也發(fā)生相應(yīng)_度變化。這樣的變獎(jiǎng)機(jī)構(gòu)首先被來(lái)自澳大利亞的科學(xué)家提出來(lái),當(dāng)然這樣的變槳機(jī)構(gòu)雖然新穎,但是也只是出于原理圖階段[37]。
葉旺盛等針對(duì)上述機(jī)構(gòu)原理提出了具體的實(shí)現(xiàn)方案,采用錐齒輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)或者行星齒輪系和錐齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu),電動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)提供變槳時(shí)所需的動(dòng)力來(lái)源。
2.2.2凸輪式變獎(jiǎng)距結(jié)構(gòu)
凸輪式變槳機(jī)構(gòu)的原理為:將至少一個(gè)凸輪安裝于與主旋轉(zhuǎn)軸上,凸輪的任何一點(diǎn)的攻角等于此點(diǎn)的方位角與轉(zhuǎn)角的差值。凸輪與葉片之間通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)組成的傳動(dòng)裝置連接起來(lái)。與凸輪機(jī)構(gòu)連接的導(dǎo)桿繞著凸輪的輪廓線運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)與導(dǎo)桿相連的連桿運(yùn)動(dòng),并且與導(dǎo)桿相連的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)使葉片在確定的位置,確定的攻角范圍發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
然而此種變槳距方式卻存在一個(gè)致命的缺點(diǎn),即凸輪輪廓線的加工精度難以保證,而且傳動(dòng)系統(tǒng)顯復(fù)雜,傳動(dòng)效率會(huì)受到很大影響[39]。
2.2.3合頁(yè)式變槳距結(jié)構(gòu)
圖2.2為合頁(yè)式變槳距機(jī)構(gòu)。原理大致為:風(fēng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)主軸上固定放置四組水平連桿?,每個(gè)水平連桿上連接有上下兩個(gè)水平轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸上,當(dāng)葉片處于順風(fēng)時(shí),上下葉片均與來(lái)風(fēng)的方向垂直,當(dāng)葉片處于逆風(fēng)時(shí),上下葉片閉合,即葉片每轉(zhuǎn)一圈,就完成張 和閉合的動(dòng)作一次這樣就減小了風(fēng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程的阻力矩,形成了最大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,能夠更好的利用風(fēng)能。
2.2.4分離式葉片變獎(jiǎng)距結(jié)構(gòu)
最早的葉片分離技術(shù),源于在航空飛機(jī)上的應(yīng)用。世界上很多著名的飛機(jī)制造公司,例如:波音,空客,道格拉斯,為了改善飛機(jī)在降落時(shí)的性能,采用了在飛機(jī)機(jī)翼上安裝副翼的技術(shù),當(dāng)飛機(jī)降落時(shí),副翼自動(dòng)翻起,這樣就破壞了葉片表面的流場(chǎng)的一致性降低了機(jī)翼的升力,從而實(shí)現(xiàn)降速與降落的目的。受此啟發(fā),對(duì)于垂直軸風(fēng)力機(jī),當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)過(guò)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(fēng)速下,降低風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度的作用。主翼與副翼之間有一個(gè)轉(zhuǎn)軸。通過(guò)添加副翼,一部分氣流可以從高壓區(qū)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(huán)不斷的排解掉。這樣可安裝搖擺副翼的葉片,也可以通過(guò)副翼部分的折起,來(lái)降低整體葉片的受力面積,從而達(dá)到降速的目的[41"“]。圖2.3即為帶副翼的葉片分離結(jié)構(gòu)示意圖。圖2.4為又一種分段式葉片結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shè)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(zhuǎn)動(dòng),液壓系統(tǒng)或者禍桿傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)支持翼副翼部分的旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)葉片的后半段左右擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。并且動(dòng)作指令的發(fā)出是由控制系統(tǒng)的單片機(jī)發(fā)出的。這樣的葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證葉片在遭遇強(qiáng)風(fēng)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(yùn)行。
 

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