H型風電采風動力機構的優化選擇

張躍鋒 張 悅

（1.山西焦煤汾西礦業洗煤廠 山西介休 2.太原科技大學機械工程學院 太原）

風力發電動力機構有多種形式，H型風電動力機構是常見的一種形式，由于其槳葉是固定在力臂上，采風過程正負能量相抵，從而使整體正能量消減而使采風效率降低。改造槳葉為10°弧形橫截面，并能以一邊為軸在90°范圍擺動，整體槳葉設計為16片，由5個大環和角鋼連接，槳葉轉軸軸承相對力臂位置一致，采風效率約可提高20%以上。

1.采風機構與原理

采風機構大回轉直徑10 m左右，槳葉長10 m，中心主干為平均Φ2×0.5 m鋼筋混凝土空心塔柱，上細下粗，每槳葉邊設5組90°轉動范圍軸承，中環為帶止推性軸承，槳葉軸承部位要有極好的抗沖擊韌性，使槳葉相對力臂只有一個轉動自由度。槳葉與力臂相互垂直，相對位置相同，原理見圖1。

圖1 采風機構原理

2.注意事項

（1）發電機就位后主軸頂與活動頂蓋螺栓連接固定。

（2）A-A剖視圖中每頁槳葉配五套90°轉區軸承，槳葉夾板與槳葉用鉚釘連接，支撐架輔助限位。

（3）14號槽鋼與頂蓋的20 mm厚鋼板螺栓或焊接連接。

（4）圓螺母帶堵絲≥3匝。

（5）主軸梯形螺紋左旋。

B-B剖視中伸出槽鋼部分槽內墊軟木，鋼筋支撐架前部套橡膠包裹外層，以防沖擊損壞槳葉。槳葉與轉動軸承座與角鋼以螺栓連接。

3.工作圖說明

機構連接以鉚接為主，安裝位置在坡頂無遮風處，本機構不忌風向，10°弧形截面槳葉用耐-40～90℃硬塑膠制作，耐彎曲沖擊強度高，槳葉帶止推性軸承工作性能要保證并定期加潤滑油脂，采風動力主軸采用與發電機主轉軸一體式，凹迎風面毛糙化網格化鏤空處理厚度≥20 mm，類似樓門防滑墊處理或息肉式氈貼以加強采風能力和效果，本型風力采集機構最適于多風無雪地帶工作使用，有雪地區最好用光滑面槳葉。機架力臂定期涂防銹漆。立柱外側每隔0.5 m安一爬梯，軸承箱上圓螺母附近開直徑60 mm的調位口以方便檢修維護管理，每個小軸承座及5個大環與立角鋼采用焊接或螺栓連接。及時保養，工作壽命可達10年以上。

4.機構優點

本機構形式、結構、效率、使用、維護、性能、安裝、造價、簡易性、先進性、安全性均有優越性，是低碳綠色環保清潔可再生能源的有效利用，其形制在4～5級風下功率可達20 kW，單臺或集合配置均可，若配合光伏發電可晝夜不停電，對于采暖、灶口、采光均方便適宜，山區偏遠交通路邊尤可先選，同時可以小型化，將槳葉折角化固定成相同連接形式，其工作穩定性會提高，但采風效率不會降低。只是要因地制宜有所選擇。總之，在10級風以下的地方非常適用。

5.結語

目前風能愈來愈顯得重要，低碳經濟已成為世界的大趨勢。能源的未來在于電力，碳基能源不是能源的正途，未來必須走綠色低碳轉型跨越可持續發展之路，它關系到人類的生死存亡和人民的生活福祉，應引起人類的危機感緊迫感和足夠的重視。采風機構，還有待實踐檢驗，不斷優化不斷完善不斷進步。