[發(fā)明專利]自適應(yīng)微動風(fēng)擋垂直軸風(fēng)力發(fā)電機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910100784.4
• 申請日: 2009-07-21
• 公開（公告）號: CN101629550A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪普慶
• 申請（專利權(quán)）人: 汪普慶
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】：

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電的一種全新方式。

【背景技術(shù)】：

風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)展已經(jīng)是全球能源發(fā)展的一種十分重要的方式，平行、垂直風(fēng)力發(fā)電機是兩種基本方式，平行風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)展受運輸條件的限制，葉片長度已發(fā)展到極限，發(fā)電功率的提高已十分困難，且風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率不高。垂直風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)展受兩側(cè)力偶平衡的影響，發(fā)電功率始終不高，無論從“S”型還是“H”風(fēng)力發(fā)電機，迎風(fēng)能力差，而且阻力較大，技術(shù)沒有較大突破，所以發(fā)展緩慢。

【發(fā)明內(nèi)容】：

本發(fā)明采用改變風(fēng)擋形狀和方位，突破傳統(tǒng)風(fēng)擋固定不變的定向思維，并且能夠自動調(diào)節(jié)迎風(fēng)方向，可抗暴風(fēng)，啟動和停止方便實用。

發(fā)明原理：

垂直風(fēng)力發(fā)電機一直受兩面受風(fēng)面平衡力偶的作用，并不能實現(xiàn)做功，影響到垂直風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)展。本發(fā)明利用風(fēng)擋機械形狀和方位的改變，實現(xiàn)順風(fēng)面(工作面)展開風(fēng)擋的，在背風(fēng)面(阻力面)改變風(fēng)擋方向與風(fēng)向平行從而極大減小阻力，兩邊力偶不再平衡而推動發(fā)電機發(fā)電。如附圖1、圖2。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(以四葉風(fēng)擋為例)：

本發(fā)明(如圖1所示)包括轉(zhuǎn)臂、附微動面風(fēng)擋葉片(附圖3)、制動裝置制動裝置控制器(附圖4)。

順風(fēng)面(工作面，0°≤θ＜180°)制動裝置工作，風(fēng)擋與轉(zhuǎn)臂固定。

背風(fēng)面(阻力面，180°≤θ＜360°)制動裝置釋放，風(fēng)擋與轉(zhuǎn)臂松開。受風(fēng)擋兩側(cè)微動面(附圖3)影響(風(fēng)擋兩側(cè)一邊受壓一側(cè)受拉)風(fēng)擋保持與風(fēng)向平行。

制動裝置的控制器(附圖4)設(shè)計，風(fēng)標(biāo)與轉(zhuǎn)臂如圖所示，風(fēng)標(biāo)同風(fēng)向相反保持不變；風(fēng)標(biāo)和轉(zhuǎn)臂分別固定一電極，風(fēng)標(biāo)指向與轉(zhuǎn)臂指向成α角，α角由轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)而在0°≤α＜360°變化?？梢钥闯靓潦冀K等于θ(圖示θ角為135°)。當(dāng)0°≤α＜180°開關(guān)接通；當(dāng)180°≤α＜360°開關(guān)斷開。在θ＝0°時α＝0，在θ＝180°時α＝180°。即通過自動測量α(θ角)控制制動裝置。特別說明：控制器也可以采用脈沖信號方式；每一個轉(zhuǎn)臂由一個控制器控制，多個控制器也可以合成一個復(fù)式控制器；考慮到實際工程中存在慣性和控制延遲，控制角度與工程實際設(shè)計有區(qū)別。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1、自適應(yīng)風(fēng)向改變能力強

由于控制器測量θ角來控制制動裝置，當(dāng)θ＝0時才改變制動裝置工作狀態(tài)，當(dāng)風(fēng)向稍小轉(zhuǎn)變時，圖1中軸線A-A′自動改變與風(fēng)向生重合，實現(xiàn)自動隨動。

2、抗暴風(fēng)能力強

當(dāng)暴風(fēng)來臨時(通過風(fēng)速測量)，通過控制器停止制動器制動，由于風(fēng)擋兩側(cè)微動面的影響風(fēng)擋全部轉(zhuǎn)到順風(fēng)方向，阻力極大減小。如果采用多風(fēng)擋(多層、多面、多轉(zhuǎn)臂)設(shè)計，控制能力足夠的情況下，可以能過逐步分批釋放風(fēng)擋，減小阻力，保持可控條件下的滿載發(fā)電。

3、結(jié)構(gòu)簡單，功率超大

從上面原理和結(jié)構(gòu)上可以看出，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，機件加工精度、工藝水平要求并不高，而且可以分部制造，集中組裝，風(fēng)擋數(shù)量可以分層分組數(shù)量眾多，特別分層設(shè)計，可以充分利用空間，使超大發(fā)電機組的實現(xiàn)成為可能。

【附圖說明】：

圖1：風(fēng)擋工作狀態(tài)示意圖；

圖2：多層風(fēng)擋工作狀態(tài)示意圖；

圖3：附微動面風(fēng)擋葉片圖

圖4：制動裝置控制器

【具體實施方式】：

1.啟動

停止?fàn)顟B(tài)，各制動裝置釋放各風(fēng)擋與風(fēng)向平行。啟動是開啟控制器，順風(fēng)面風(fēng)擋制動但風(fēng)擋仍與風(fēng)向平行，利用電機帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)某一背風(fēng)面風(fēng)擋到達圖1中軸線A-A′時，α＝0°，該風(fēng)擋制動器工作，風(fēng)擋與轉(zhuǎn)臂固定。當(dāng)轉(zhuǎn)軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動，風(fēng)擋受風(fēng)力作用推動轉(zhuǎn)臂開始旋轉(zhuǎn)進入正常工作狀，各風(fēng)擋依次進入，電機停止推動轉(zhuǎn)入發(fā)電狀態(tài)，實現(xiàn)啟動。(順風(fēng)面風(fēng)擋進入背風(fēng)面制動器釋放進入正常循環(huán)。)

2.正常工作

順風(fēng)面風(fēng)擋受風(fēng)力推動做功發(fā)電。

背風(fēng)面風(fēng)擋轉(zhuǎn)動到與風(fēng)向平行，阻力幾乎可以忽略。

3.停止

通過控制器釋放全部制動裝置，利用電機阻抗逐步減速，并配合必要的機械制動直到完全停止轉(zhuǎn)動。