[發明專利]換氣照明兩用風力發電機

無效

• 申請號: 200910099012.3
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101644231A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 陳鴻達
• 申請（專利權）人: 陳鴻達
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D7/00;F03D1/06;H02K21/24;H02K11/00;F03D1/00;F21S9/04;H02P9/48
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技術領域

本發明涉及一種換氣照明兩用風力發電機，屬于新能源技術領域，特別涉 及一種將建筑通風換氣和照明溶于一體的風力發電設備。

背景技術

在現有技術中，風力發電機只限于發電功能，沒有將室內通風換氣和照明 功能溶于一體，以發揮更大的節能潛力和應用范圍。由于自然界的風速始終處 于不斷變化之中，大多數氣候和時間處在微風狀態，所以，設計和選擇優良的 發電機和風輪、以及兩者結構之間的有機結合是實現上述目標的首要條件之一。

發明內容

本發明的技術方案：

一種換氣照明兩用風力發電機，包括：主機9的外轉子與球托8連接，主 軸6固定在機架10上，上端通過主軸承4支承風輪5和助動風輪2，頂部設有 助動風口3，機架10上裝置控制盒13、止動器14、照明燈具16通過導線15 與控制盒連接，機架套接在機座12上組成；特征是：主機9內設有通風冷卻裝 置和自動監控調速系統，通風冷卻裝置，由：設在主軸6上的出風孔22、設在 下端蓋26上的進風孔21、風道30構成，風道通過主機內部帶走熱量，同時， 使風能利用率和通風換氣率從下述渡經得以提高：1.利用室內空氣與屋頂空氣 的溫差和高低壓差形成的引鳳力，從內部推動風輪5和助動風輪2旋轉；2.主 機的溫升、散熱、和照明燈熱量、促使風道中的空氣加速循環上升，從助動風 口3推動助動風輪旋轉；3.屋頂外自然界風力從外部推動風輪5和助動風輪2 旋轉。

上述所說自動監控調速裝置，由：嵌裝在靜盤23上的霍爾元件27、溫度 傳感器28、線圈24、以及控制盒13中的單片機系統、為主要元件組成，線圈 24是，可串、并聯連接的繞組或可三相星形/三角形連接的繞組或者可雙速或 三速連接的繞組構成；當動盤18旋轉，霍爾元件27從永磁體19中感應霍爾信 號，通過信號線29傳遞給控制盒13的單片機系統，經運算處理、功率放大以 后，由接觸器執行自動切換上述線圈繞組的接線方式，使之與外界風速相匹配， 從而調節、控制和穩定發電機的輸出功率。

上述所說主軸6，由大口徑鋼管制成，長度可根據配置的風輪高度套接加 長，直徑至少是主機外殼直徑的四分之一以上，選擇比例在1∶0.25～0.6的范 圍，有利于擴展通風量和縮短轉子與定子之間的直徑距離，提高動態平衡、減 輕重量、降低成本、快速散熱，改善換氣和發電能力。

上述所說風輪5和助動風輪2為渦輪式風輪：由薄片金屬材料壓制成若干 渦輪角度的葉片，下端圍成圓形固定在球托8上，上端與防雨蓋1固定，構成 球形的渦輪式風輪，該渦輪式風輪運轉時，在內部形成負壓，使內部空氣與外 部空氣形成對流，進一步推動風輪旋轉，達到良好的通風和發電效果。

上述所說主機9，選擇永磁疊加型發電機，主要采用永磁體19，嵌裝固定 在動盤18內，靜盤23套裝在主軸6上，由端蓋17和26中的軸承20支承，端 蓋上設有凹槽或凸槽，該凹槽與動盤18的凸槽卡接，螺栓25將端蓋固定在動 盤上，靜盤23內嵌裝線圈24、霍爾元件27、溫度傳感器28、導線15和信號 線29穿過管路與控制盒13以及負載連接。

實踐中，交流發電機的轉速與磁極數成反比，當磁極數確定以后，發電機 的轉速與輸出電壓、頻率成正比；因此，可以使用改變磁場極數的接線法或改 變輸出電壓的接線法，來實現發電機與風輪的轉速相匹配，所以，單相發電機 線圈23可用繞組串、并聯的接線方法；三相發電機則用星形/三角形轉換的接 線方法解決。

例如，當發電機在20極，300轉/分時，線圈25的繞組是串聯接線，正常 發電，由于外界風速增強，轉速超過600轉/分以上時，自動監控調速裝置就發 出指令，控制盒13自動控制執行切換，通過接觸器將線圈24切換成并聯的接 線方法或者星形/三角形的接線方式，進行匹配，使發電機在自然風速環境中的 適用寬度提高一倍以上。

上述所說控制盒13內設有單片機系統、功率放大電路、自動充電電路、以 及接觸器、顯示電路板為主要元件組成的普通自動控制電路，附設鋰電池、超 級電容蓄電池以克服蓄電池使用壽命短的缺陷。

上述所說的溫度傳感器28為1只或每片靜盤裝1只，采集到的溫升信息由 信號線29傳遞給控制盒13內的單片機系統，自動檢測線圈和主機溫升，若出 現異常時，則自動存儲記錄、顯示報警、直至關閉該片繞組的輸出電路，以確 保發電機的運行安全。