一种垂直轴风力发电机的测试装置

1.本发明涉及风力设备技术领域，具体涉及一种垂直轴风力发电机的侧视装置。


背景技术：

2.风能的捕获装置的重要组成部分就是风力发电机，而风力发电机根据转轴的方向分为垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机。水平轴风力发电机因多方面的因素而快速发展，技术成熟，而垂直轴风力发电机由于其理论的复杂和效率，自启动问题而远远落后与水平轴风力发电机。但是垂直轴风力发电机能够接受任意方向来风，不需要复杂的偏航装置，结构简单，运输成本低，且因为变速箱发电机等易损装置接近地面，维护安装成本低，所以垂直轴风力发电机也一直没有被完全淘汰，如果能解决一些关键问题，或者投入与水平轴风力发电机行业一样的资金，垂直轴风力发电机一定能迎来自己的春天。
3.垂直轴风力发电机的发展比较缓慢，理论基础大多套用水平轴风力发电机的理论，测试方法也多使用现有的水平轴风力发电机的测试装置和测试方法，但是随着垂直轴风力发电机的发展，获得最高效率的叶片攻角和风机长宽比是垂直轴风力发电机的优化的重要步骤。
4.但是风洞实验的成本比较高，多个样本没有实现价值，所以亟需可重复使用的机械装置，降低实验成本。


技术实现要素：

5.本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种叶片攻角可自由调节、叶片扫掠直径和高度比可自由调节的垂直轴风力发电机的侧视装置。
6.为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种垂直轴风力发电机的测试装置，包括同步转动的转轴和旋转圆盘，所述旋转圆盘包括位于中部的转盘和形成于转盘外圈上的若干片体，若干片体沿转盘中心处圆周设置，且若干片体均位于同一水平高度上；所述片体上连接有随动盘，随动盘转动且移动连接于片体上；所述片体上形成有与随动盘相适配的滑槽，且片体与随动盘之间设有相连接的螺栓；所述随动盘上设有相连接的叶片。
7.作为本发明的一种优选方案，所述转盘和若干片体形成风轮结构，随动盘为翼形结构。
8.作为本发明的一种优选方案，所述滑槽位于片体中部，且滑槽沿片体的长度方向进行设置。
9.作为本发明的一种优选方案，所述转盘中部设有主支撑旋转轴，主支撑旋转轴沿转轴的长度方向设置。
10.作为本发明的一种优选方案，所述主支撑旋转轴端部设有旋转圆盘，旋转圆盘相对设置于主支撑旋转轴的两端，且主支撑旋转轴与相对设置的旋转圆盘同步转动，叶片两端与相对设置的随动盘相连。
11.作为本发明的一种优选方案，所述转盘上形成有与主支撑旋转轴相适配的螺纹孔。
12.作为本发明的一种优选方案，所述随动盘上形成有与叶片相对应的槽。
13.作为本发明的一种优选方案，所述转轴上设有相适配的轴承座。
14.作为本发明的一种优选方案，所述片体上的滑槽采用加厚工艺。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、通过更改主支撑旋转轴的高度适应不同高度的叶片，以解决对应的不同长宽比的风轮，从而得到最合适的长宽比；2、通过随动盘在旋转圆盘上的旋转来调整不同的叶片安装攻角，从而测试不同攻角下的风轮的工作情况；3、随动盘在旋转圆盘上的槽中的运动能够调整风轮的扫掠直径，从而可以在同一个装置上测试不同扫掠直径和高度比。
附图说明
16.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的主视图；图3是本发明的俯视图；附图标记：旋转圆盘1，转盘1-1，片体1-2，滑槽1-3，随动盘2，主支撑旋转轴3，叶片4，螺纹孔5，螺栓6，转轴7，轴承座8。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
18.如图1-3所示，一种垂直轴风力发电机的测试装置，包括同步转动的转轴7和旋转圆盘1，所述旋转圆盘1包括位于中部的转盘1-1和形成于转盘1-1外圈上的若干片体1-2，若干片体1-2沿转盘1-1中心处圆周设置，且若干片体1-2均位于同一水平高度上；所述片体1-2上连接有随动盘2，随动盘2转动且移动连接于片体1-2上；所述片体1-2上形成有与随动盘2相适配的滑槽1-3，且片体1-2与随动盘2之间设有相连接的螺栓6；所述随动盘2上设有相连接的叶片4。
19.片体1-2的数量根据实际需要进行设置，所有片体1-2和转盘1-1位于同一水平高度上，转轴7与转盘1-1之间通过过盈配合或键连接的方式固定连接，从而在转轴7的转动过程中同步带动转盘1-1的转动，同步带动片体1-2和随动盘2的转动。
20.转轴7与变速箱相连，在变速箱的作用下实现转轴的转动，从而同步带动旋转圆盘1的转动，实现对旋转圆盘1上叶片4的转动，从而模拟垂直轴风力发电机的叶片4工作。
21.随动盘2根据实际需要设置于片体1-2的不同位置上，且在螺栓6的作用下将随动盘2与片体1-2锁紧，从而可通过手动对随动盘2在片体1-2上的位置进行调节，叶片4固定设置于相对应的随动盘2上。
22.随动盘2不仅拥有沿着片体1-2的槽移动的自由度，还有沿着螺栓6旋转的自由度，使得叶片4能够进行360
°
旋转，从而形成任意攻角。
23.转盘1-1和若干片体1-2形成风轮结构，随动盘2为翼形结构，随动盘2的形状为翼
形naca0018的形状，当然，随动盘的形状不限定于naca0018翼形。
24.滑槽1-3位于片体1-2中部，且滑槽1-3沿片体1-2的长度方向进行设置。
25.转盘1-1中部设有主支撑旋转轴3，主支撑旋转轴3沿转轴7的长度方向设置，主支撑旋转轴3为可伸缩式结构，起到传递扭矩的作用，同时可将相对设置的旋转圆盘1进行同步传动。
26.主支撑旋转轴3端部设有旋转圆盘1，旋转圆盘1相对设置于主支撑旋转轴3的两端，且主支撑旋转轴3与相对设置的旋转圆盘1同步转动，叶片4两端与相对设置的随动盘2相连。
27.主支撑旋转轴3的结构采用可伸长结构，具体的，可选用不同长度的主支撑旋转轴3，也可为两根相连接的连接轴，之间设有相锁紧的螺栓，在测试过程中，选定长宽比的时候，需要测试不同高度的叶片4长度，而且在测定不同长度叶片4的风轮的获取风的能力时，能够很方便的改变长度，从而达成快速测定风轮效率的目的，进而加快实验测定的进度，增加实验的对照组，提高可信度。
28.转盘1-1上形成有与主支撑旋转轴3相适配的螺纹孔5。
29.随动盘2上形成有与叶片4相对应的槽，转轴7上设有相适配的轴承座8，在轴承座8的后续的装置中可以添加转速测试装置和扭矩测试装置，从而完成后续的性能测试工作片体1-2上的滑槽1-3采用加厚工艺，一方面是为了加固，另一方面是为了随动盘的固定，能够适应长时间反复使用。
30.在实际使用过程中，如果测试的叶片4自身强度足够（比如碳纤维玻璃纤维等高强度复合材料），且尺寸较小，该测试装置可以只使用一个旋转圆盘1，换言之就是不需要对称布置旋转圆盘1，这样也就减少了主支撑旋转轴3的质量。
31.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
32.尽管本文较多地使用了图中附图标记：旋转圆盘1，转盘1-1，片体1-2，滑槽1-3，随动盘2，主支撑旋转轴3，叶片4，螺纹孔5，螺栓6，转轴7，轴承座8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。