一种达里厄型风力发电机与工作方法

1.一种达里厄型风力发电机，包括设备基座(32)，所述设备基座(32)上安装有水平的
发电机平台(33)，所述发电机平台上通过发电机支架(35)固定安装有输入轴(22)竖向朝上
的发电机(34)，发电机(34)的输入轴(22)上端同轴心固定连接有达里厄型风轮组件，所述
达里厄型风轮组件(100)的整体旋转能通过输入轴(22)带动所述发电机(34)的转子运行从
而发电；
其特征在于：所述输入轴(22)的上端为一体化同轴心的测速圆盘(21)，所述测速圆盘
(21)的侧部固定安装有一块磁钢(23)，所述磁钢(23)随所述测速圆盘(21)同步旋转，所述
发电机支架(35)上通过传感器支架(36)固定安装有霍尔转速传感器(24)，所述霍尔转速传
感器(24)与所述磁钢(23)对应；所述霍尔转速传感器(24)通过所述磁钢(23)检测所述测速
圆盘(21)的转速；
所述达里厄型风轮组件(100)包括圆柱状的电机箱体(20)，所述电机箱体(20)上端同
轴心一体化连接有达里厄风轮中心轴(12)，所述电机箱体(20)的下端同轴心一体化连接所
述测速圆盘(21)；所述达里厄风轮中心轴(12)的四周呈圆周阵列分布有三片竖向的达里厄
型叶片(1)；
所述设备基座(32)的下侧一体化同轴心设置有法兰盘(31)；
所述达里厄风轮中心轴(12)上呈圆周阵列分布有三组叶片支撑件，三组所述叶片支撑
件分别支撑连接三所述达里厄型叶片(1)，每组所述叶片支撑件均包括上下分布的两根水
平支撑导杆(6)；每片达里厄型叶片(1)的上下部镂空设置有两横向的导孔(3)，两横向的导
孔(3)与所对应叶片支撑件的两根水平支撑导杆(6)对应，两水平支撑导杆(6)分别同轴心
滑动穿过两所述导孔(3)；所述达里厄型叶片(1)能沿所对应的水平支撑导杆(6)的长度方
向滑动；
每根水平支撑导杆(6)的末端均固定连接有直径大于导孔(3)的限位头(2)；每根水平
支撑导杆(6)的根部均一体化同轴心设置有固定盘体(9)；达里厄风轮中心轴(12)在旋转时
达里厄型叶片(1)会在离心力作用下紧靠所述限位头(2)。
2.根据权利要求1所述的一种达里厄型风力发电机，其特征在于：每根所述水平支撑导
杆(6)上均同轴心套设有回位弹簧(5)；所述回位弹簧(5)的两端分别弹性顶压所述达里厄
型叶片(1)和固定盘体(9)，回位弹簧(5)对所述达里厄型叶片(1)始终有一个向靠近限位头
(2)的方向弹性顶压力。
3.根据权利要求2所述的一种达里厄型风力发电机，其特征在于：所述达里厄风轮中心
轴(12)的内部为同轴心的空心柱腔(14)，所述空心柱腔(14)的顶部为固定设置的螺纹座
(10)，所述螺纹座(10)的上设置有上下贯通的螺纹孔(11)，所述螺纹孔(11)与所述空心柱
腔(14)同轴心设置；圆柱状的所述电机箱体(20)的内部为同轴心的电机仓(25)，所述电机
仓(25)上端同轴心连通所述空心柱腔(14)下端；
所述空心柱腔(14)内同轴心转动设置有旋转杆体(15)，所述旋转杆体(15)的下段同轴
心套设有若干约束套(18)，所述旋转杆体(15)与所述约束套(18)的套孔(30)内壁滑动配
合，各所述约束套(18)均通过约束套支架(16)与所述空心柱腔(14)内壁固定支撑连接；
所述旋转杆体(15)的上端同轴心固定连接有螺纹杆(8)，所述螺纹杆(8)与所述螺纹孔
(11)螺纹配合，所述螺纹杆(8)的顶端固定设置有球顶(7)；所述旋转杆体(15)的下端同轴
心固定连接有传动柱体(26)，所述传动柱体(26)的截面为渐开线齿轮轮廓；
所述电机仓(25)内固定安装有竖向的电磁失电制动电机(41)，所述电磁失电制动电机
(41)失电时，所述电磁失电制动电机(41)的输出轴(19)为制动状态；所述空心柱腔(14)下
端的内壁上固定安装有若干轴承座(40)，所述电磁失电制动电机(41)的输出轴(19)通过轴
承与若干所述轴承座(40)转动配合；
所述输出轴(19)上同步安装有渐开线齿轮(17)，所述渐开线齿轮(17)与所述传动柱体
(26)上的渐开线齿轮轮廓啮合，所述渐开线齿轮(17)的旋转能带动所述传动柱体(26)旋
转，且渐开线齿轮(17)与传动柱体(26)在相互啮合传动的同时还能沿轴线方向滑动位移；
在所述旋转杆体(15)上，从上自下等距设置有第一外缘(50)、第二外缘(51)、第三外缘
(52)和第四外缘(53)，所述第一外缘(50)与第二外缘(51)之间的旋转杆体(15)为第一螺旋
卷绕段(15.1)、所述第二外缘(51)与第三外缘(52)之间的旋转杆体(15)为第二螺旋卷绕段
(15.2)，所述第三外缘(52)和第四外缘(53)之间的旋转杆体(15)为第三螺旋卷绕段
(15.3)；
三所述达里厄型叶片(1)分别为第一达里厄型叶片(1.1)、第二达里厄型叶片(1.2)和
第三达里厄型叶片(1.3)；
所述达里厄风轮中心轴(12)的壁体上镂空设置有三个穿线孔(13)，三所述穿线孔(13)
的方位分别对应第一达里厄型叶片(1.1)、第二达里厄型叶片(1.2)和第三达里厄型叶片
(1.3)；还包括分别穿过三个所述穿线孔(13)的第一过速保护绳(4.1)、第二过速保护绳
(4.2)和第三过速保护绳(4.3)；第一过速保护绳(4.1)、第二过速保护绳(4.2)和第三过速
保护绳(4.3)均为水平绷紧的状态；第一过速保护绳(4.1)、第二过速保护绳(4.2)和第三过
速保护绳(4.3)均为过速保护绳(4)；
所述第一过速保护绳(4.1)的一端与第一达里厄型叶片(1.1)靠近达里厄风轮中心轴
(12)的一侧固定连接，第一过速保护绳(4.1)的另一端固定连接在所述第一螺旋卷绕段
(15.1)的下端；
所述第二过速保护绳(4.2)的一端与第二达里厄型叶片(1.2)靠近达里厄风轮中心轴
(12)的一侧固定连接，第二过速保护绳(4.2)的另一端固定连接在所述第二螺旋卷绕段
(15.2)的下端；
所述第三过速保护绳(4.3)的一端与第三达里厄型叶片(1.3)靠近达里厄风轮中心轴
(12)的一侧固定连接，第三过速保护绳(4.3)的另一端固定连接在所述第三螺旋卷绕段
(15.3)的下端。
4.根据权利要求3所述的一种达里厄型风力发电机，其特征在于：所述过速保护绳(4)
为直径大于0.8cm的尼龙纤维，抗拉力不小于1600千克。
5.根据权利要求4所述的一种达里厄型风力发电机的使用方法，其特征在于：
在正常环境风速下：达里厄型风轮组件(100)会在自然风的驱动下持续旋转，从而达里
厄型风轮组件(100)的整体旋转通过输入轴(22)带动所述发电机(34)内的机芯转子持续运
行，实现持续发电的效果；在正常环境风速下，达里厄型风轮组件(100)的为正常转速，进而
使霍尔转速传感器(24)检测到的测速圆盘(21)转速为正常转速，这时电磁失电制动电机
(41)处于失电状态，电磁失电制动电机(41)失电时，电磁失电制动电机(41)的输出轴(19)
为制动状态；此时三片达里厄型叶片(1)均沿达里厄风轮中心轴(12)轴线旋转而产生向外
的离心力，从而使各达里厄型叶片(1)在离心力作用下稳定紧靠水平支撑导杆(6)末端的限
位头(2)，此状态下各达里厄型叶片(1)均处于离达里厄风轮中心轴(12)最远的位置，各达
里厄型叶片(1)对达里厄风轮中心轴(12)的转矩最大，此状态下发电效率最高，在同等自然
风强度下，此状态会带来达里厄风轮中心轴(12)最快的转速，与此同时，此状态下设备的负
荷也是最大的；
在遇到恶劣大风天气下：达里厄型风轮组件(100)会在自然风的驱动下过速旋转，此时
达里厄型风轮组件(100)的旋转速度已经超出了发电机(34)的运行负荷，若不进行失速保
护则会造成设备损坏的风险，此时霍尔转速传感器(24)已经检测到的测速圆盘(21)的转速
为过速状态，此时立即触发电磁失电制动电机(41)，输出轴(19)正向旋转，从而使输出轴
(19)带动渐开线齿轮(17)旋转，渐开线齿轮(17)的旋转会在渐开线啮合下带动传动柱体
(26)旋转，且渐开线齿轮(17)与传动柱体(26)在相互啮合传动的同时，不影响渐开线齿轮
(17)与传动柱体(26)之间沿轴线方向的滑动位移；
此时传动柱体(26)顺时针旋转会同步带动旋转杆体(15)和螺纹杆(8)顺时针旋转，而
螺纹杆(8)在螺纹孔(11)中的顺时针旋转会使自身持续向下螺纹推进；进而使传动柱体
(26)、旋转杆体(15)和螺纹杆(8)所构成的一体结构在沿轴线顺时针旋转的同时还逐渐向
下位移；
进而使第一螺旋卷绕段(15.1)、第二螺旋卷绕段(15.2)、第三螺旋卷绕段(15.3)均沿
轴线顺时针旋转的同时还逐渐向下位移，从而使第一螺旋卷绕段(15.1)、第二螺旋卷绕段
(15.2)和第三螺旋卷绕段(15.3)分别螺旋卷绕第一过速保护绳(4.1)、第二过速保护绳
(4.2)和第三过速保护绳(4.3)；随着第一过速保护绳(4.1)、第二过速保护绳(4.2)和第三
过速保护绳(4.3)分别呈螺旋卷挠在第一螺旋卷绕段(15.1)、第二螺旋卷绕段(15.2)和第
三螺旋卷绕段(15.3)上，从而使第一过速保护绳(4.1)、第二过速保护绳(4.2)和第三过速
保护绳(4.3)分别将第一达里厄型叶片(1.1)、第二达里厄型叶片(1.2)和第三达里厄型叶
片(1.3)向靠近离达里厄风轮中心轴(12)的方向向内拉动，从而使第一达里厄型叶片
(1.1)、第二达里厄型叶片(1.2)和第三达里厄型叶片(1.3)均逐渐做靠近离达里厄风轮中
心轴(12)的运动，从而降低了第一达里厄型叶片(1.1)、第二达里厄型叶片(1.2)和第三达
里厄型叶片(1.3)的转矩，从而实现降低达里厄风轮中心轴(12)的转速的目的，进而降低发
电机(34)的运行负荷；当达里厄型风轮组件(100)的旋转速度降低到发电机(34)可承受的
转速时暂停电磁失电制动电机(41)，输出轴(19)恢复制动状态，至此达到了过速保护的目
的；
重新恢复到正常天气时：只需使输出轴(19)反向缓慢旋转即可，三片达里厄型叶片(1)
在离心力和回位弹簧(5)的综合作用下自动沿水平支撑导杆(6)做远离达里厄风轮中心轴
(12)的运动，最终各达里厄型叶片(1)稳定紧靠水平支撑导杆(6)末端的限位头(2)上，恢复
到最佳效率的状态。

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