申请/专利权人：西安热工研究院有限公司

申请日：2020-11-18

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN112283022B

主分类号：F03D1/06

分类号：F03D1/06;F03D7/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.02.23#实质审查的生效;2021.01.29#公开

摘要：一种叶片数量可调节的叶轮及其工作方法，该叶轮包括固定叶片，固定轮毂，可调节叶片，可调节轮毂，主轴，控制装置，支撑杆，轮毂轴向固定杆，液压锁定销轴，销孔；其中：固定叶片固定于固定轮毂外部，固定轮毂固定于主轴端面；可调节叶片与可调节轮毂通过螺栓连接结构连接，液压泵与液压缸驱动活塞杆移动，驱动连接杆与可调节叶片绕着螺杆旋转可调节轮毂与主轴通过花键结构连接；轮毂轴向固定杆与液压锁定销轴及销孔连接，实现可调节轮毂的轴向固定；控制装置通过第一电机驱动齿轮旋转，实现控制装置在水平方向移动，第二电机驱动支撑杆旋转，用于连接轮毂支撑孔。根据风电机组外部风速的变化，叶轮的叶片数量可调，实现风电机组发电能力最大化。

主权项：1.一种叶片数量可调节的叶轮的工作方法，该叶轮包括主轴5，固定在主轴5一端部的固定轮毂2以及固定在固定轮毂2上的两个固定叶片1，还包括通过花键连接结构设置在主轴5上的可调节轮毂4以及通过螺栓连接结构设置在可调节轮毂4上的两个可调节叶片3，设置在主轴5另一端部的机舱18，置于机舱18内部平台上的控制装置19；可调节轮毂轴向固定杆26一端固定在可调节轮毂4上，当四叶片工作时，可调节轮毂轴向固定杆26另一端与设置于固定轮毂2内部的液压锁定销轴27和销孔28连接以固定可调节轮毂4，当两叶片工作时，可调节轮毂轴向固定杆26另一端悬空；液压缸9与活塞杆10通过液压泵8设置于可调节轮毂4内壁，轴12设置于可调节叶片3内壁，连接杆11设置于轴12上，活塞杆10与连接杆11组成连杆机构，用于驱动两个可调节叶片3绕着螺栓连接结构的螺杆14旋转；所述控制装置19内部设置有第一电机20和第二电机24，第一电机20通过中间轴21连接齿轮22并驱动齿轮22旋转，第二电机24连接驱动支撑杆25并驱动其旋转，驱动支撑杆25用于驱动控制装置19水平移动，第二电机24可驱动支撑杆25旋转，用于连接设置在可调节轮毂4表面的轮毂支撑孔17，轮毂支撑孔17内部为螺纹结构，当叶轮以两叶片形式工作时，轮毂支撑孔17的内螺纹与支撑杆25端部的外螺纹组成螺纹副结构以固定可调节轮毂4；其特征在于：所述工作方法如下：1当风机处于低风速情况时，风机以四叶片形式进行发电，该状态下两个固定叶片1、固定轮毂、两个可调节叶片3和可调节轮毂4均处于工作状态，可调节轮毂4通过外花键6带动主轴5旋转发电；可调节轮毂轴向固定杆26与液压锁定销轴27和销孔28处于连接状态，实现可调节轮毂4的轴向固定；2当风机机位风速由低风速向到高风速转变时，叶轮由四叶片形式调节至两叶片形式；具体调整过程如下：风机控制系统发出指令使风机停机，并控制叶轮转速降低至轮毂支撑孔17与支撑杆25处于同轴位置时停止，控制装置19发出指令，控制第一电机20驱动齿轮22旋转，齿条23固定于机舱18内部平台上，因此整个控制装置19整体沿着齿条23向可调节轮毂4方向移动，直至支撑杆25与可调节轮毂4上轮毂支撑孔17接触后停止；随后第一电机20与第二电机24同时工作，驱动支撑杆25旋至轮毂支撑孔17中，直至驱动支撑杆25与轮毂支撑孔17的螺纹完整配合；固定轮毂2内部机构动作，将液压锁定销轴27从销孔28收回，释放可调节轮毂轴向固定杆26；控制装置19发出指令，第一电机20驱动齿轮22旋转，带动控制装置19整体沿着齿条23向远离可调节轮毂4方向移动，直至可调节轮毂4与外花键6完全脱离后停止；风机控制系统发出指令，液压泵8工作，驱动活塞杆10移动，连接杆11与轴12转动，可调节叶片3绕着螺杆14的轴线旋转，直至可调节叶片根部中心线与主轴5中心线平行后，液压泵8停止工作，此时可调节叶片3叶轮折叠，随后风机启动以两个固定叶片1两叶片形式发电；3当风机处于高风速时，风机以两叶片形式进行发电，该状态下两个固定叶片1和固定轮毂2处于工作状态，可调节轮毂4与外花键6完全脱离，两个可调节叶片3与可调节轮毂4处于静止状态，支撑杆25承载两个可调节叶片3与可调节轮毂4的重量并将其固定；4当风机机位风速由高风速向到低风速转变时，叶轮由两叶片形式调节至四叶片形式；具体调整过程如下：风机控制系统发出指令使风机停机，使外花键6与花键槽7沿主轴轴向对齐时停止；液压泵8工作，驱动活塞杆10移动，连接杆11与轴12转动，可调节叶片3绕着螺杆14的轴线旋转，直至叶片根部中心线与主轴5中心线垂直后，控制装置19发出指令，第一电机20驱动齿轮22旋转，带动控制装置19整体沿着齿条23向可调节轮毂4方向移动，直至可调节轮毂4与外花键6完全配合后停止；此时，可调节轮毂轴向固定杆26端部的孔与销孔28处于同轴状态，固定轮毂2内部机构动作，将液压锁定销轴27从销孔28插入，将可调节轮毂轴向固定杆26固定牢靠；第一电机20与第二电机24同时工作，驱动支撑杆25旋转并向机舱方向移动，直至驱动支撑杆25与轮毂支撑孔17的螺纹完全脱离；控制装置19发出指令，第一电机20驱动齿轮22旋转，控制装置19整体沿着齿条23向远离可调节轮毂4方向移动，随后风机启动以四叶片形式发电。

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