[實用新型]一種風力發電機風向自動跟蹤系統

無效

• 申請號: 200920194050.2
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN201574881U
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 李欣華
• 申請（專利權）人: 李欣華
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識產權代理有限公司 44253
• 代理人: 張少君

技術領域

本實用新型涉及風力發電機領域，尤其是水平軸的小型風力發電機，不需要尾舵輔助尋找風向。

背景技術

面對全球日益加劇的能源危機和環境惡化問題，各國都在大力推動清潔能源的發展。目前，雖然清潔能源在能源系統中所占的比重還比較低，但由于各國政策的導向，其絕對數量正在突飛猛進的高速增長當中，并由此帶來了巨大的經濟效益和社會效益。

當前，在清潔能源中首推風能和太陽能。太陽能電池由于成本高，轉換效率比較低，相對來說，風能更具有優勢一些，因此風能是目前裝機容量最大的新能源系統。對于風能系統來說，無論是離網工作，還是并網工作，風力發電機都是最主要的部件。

自然界中的風并不總是一個方向，而是在不斷變化之中，讓風機葉輪隨時保持迎風工作狀態，能最大限度提高風機的工作效率，可以在單位時間內獲得更多的電能。傳統的方式是為風機安裝一個尾舵，通過尾舵隨風向的偏轉來調整風機迎風。這種方式可能導致風機長時間在風向中心位置左右擺動，跟蹤精度低；因尾舵較重，當風速不足以偏轉尾舵時，風向跟蹤就出現較大誤差甚至完全失效。如何讓風機有效自動對風，一直是一個難題。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種風力發電機風向自動跟蹤系統，智能尋找風向，自動化程度更高，風向跟蹤精度更高；去掉了尾舵，使整個風力發電機體積更小、重量更輕。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種風力發電機風向自動跟蹤系統，包括基板、塔架，所述基板套在所述塔架上，且與塔架樞接；所述基板上設有驅動機構、傳動機構、控制器、風向標；所述驅動機構與傳動機構連接，傳動機構與基板連接，所述風向標可自由旋轉，風向標上設有風向傳感器，所述基板上設有位置傳感器，所述驅動機構、風向傳感器、位置傳感器均與控制器連接。基板與支撐發電機組的塔架樞接，基板包括基板上的風力發電機組、驅動機構、傳動機構、控制器、風向標，可跟隨基板一起自由的繞塔架旋轉。風向傳感器檢測風向標的位置偏差，即檢測當前的實時風向；位置傳感器檢測基板的位置偏差，即檢測風力發電機的葉輪方位。風向跟蹤系統初始啟動時，風向標上的風向傳感器與基板上的位置傳感器之間的位置差信號為0，即風向標的指向與葉輪指向相同。由于風向標非常輕小且可自由旋轉，在風吹時，風向標輕易的被吹動，并旋轉過一定的角度，風向傳感器捕捉到位置的改變后，向控制器傳遞信號，由控制器對位置傳感器與風向傳感器的信號進行比較，發現風向標位置與基板位置出現偏差，由控制器向驅動機構發出執行命令，使驅動機構通過傳動機構令基板圍繞塔架轉動一定角度，最后使基板的朝向與風向標的朝向一致，即發電機葉輪處在最大的迎風面上，完成了風力發電機的風向自動跟蹤。

作為改進，所述傳動機構包括螺桿、套在螺桿上的行程螺母、第一旋轉盤、第二旋轉盤、第三旋轉盤；驅動機構與螺桿連接，所述三個旋轉盤呈三角形分布，第三旋轉盤與基板固定連接，所述第一旋轉盤、第二旋轉盤、第三旋轉盤之間設有皮帶連接，行程螺母與所述皮帶固定連接。驅動機構接收到來自控制器的執行命令后，驅動螺桿轉動，由于螺桿與行程螺母配套，螺桿的原地旋轉使行程螺母可沿著螺桿作前后移動，由于行程螺母與皮帶固定連接，行程螺母在螺桿上移動的同時也帶動了皮帶的運動。皮帶連接了第一旋轉盤、第二旋轉盤和第三旋轉盤，皮帶在運動的時候也帶動了旋轉盤的旋轉，第三旋轉盤的旋轉也即是基板的旋轉，行程螺母在螺桿上的運動最后達到使發電機葉輪轉向的目的。

作為改進，所述螺桿始端處設有0度傳感器，所述0度傳感器與控制器連接。上電以后，控制器首先控制驅動機構轉動，驅動機構帶動整套機械裝置一起旋轉，行程螺母回到螺桿的初始位置，0度傳感器感應到行程螺母位置復原后向控制器反饋停止信號，這時系統初始化完成，當前發電機葉輪為0度。

作為改進，所述螺桿末端處設有360度傳感器，所述360度傳感器與控制器連接。行程螺母在螺桿上移動到末端時，360度傳感器感應到行程螺母位置后向控制器反饋停止信號，表示基板已經轉過360度，達到最大的旋轉角度。