[發明專利]風力發電設備

有效

• 申請號: 201680051936.4
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN108026896B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 鈴木政彥
• 申請（專利權）人: NTN株式會社
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高源;王艷江

1.一種風力發電設備，所述風力發電設備包括：

風力渦輪機，所述風力渦輪機具有配備有多個葉片的風輪；

動力再生型馬達，所述動力再生型馬達連接至所述風輪的主軸并且能夠在發電機模式與馬達模式之間切換；

轉速檢測器，所述轉速檢測器用于檢測所述風輪的周緣速度或轉速；

風速檢測器，所述風速檢測器用于檢測朝向所述風輪的平均風速；

切換裝置，所述切換裝置能夠選擇性地將所述動力再生型馬達切換至所述發電機模式或所述馬達模式；以及

控制裝置，所述控制裝置用于控制所述風力渦輪機的轉速，

其中，所述風力渦輪機是具有配備有垂直主軸和多個升力式葉片的垂直軸型風輪的垂直軸風力渦輪機，

其中，所述多個升力式葉片固定在所述垂直主軸的徑向對稱位置處，

其中，所述葉片的除了上端部和下端部兩者之外的主要部分的橫截面形狀使得所述主要部分的翼厚中心線C構造為與所述葉片的翼厚中心的旋轉軌跡O大致疊置，

其中，在所述升力式葉片的所述上端部和所述下端部兩者處形成向內傾斜部分，并且所述向內傾斜部分中的每個向內傾斜部分沿所述垂直主軸的方向傾斜成弧形，

其中，整個所述主要部分的平面形狀與所述葉片的所述翼厚中心的所述旋轉軌跡O一起彎曲成弧形形狀，并且所述葉片的所述主要部分的內表面沿離心方向從前緣的凸出部分向后緣傾斜，使得當風從后面撞擊所述內表面時，所述葉片被推向前方，

其中，所述控制裝置包括平均風速判定單元、風力渦輪機周緣速度判定單元和發電機/馬達切換判定單元，

其中，所述發電機/馬達切換判定單元具有基于所述平均風速判定單元和所述風力渦輪機周緣速度判定單元的判定而向所述切換裝置輸出判定信號的功能，

其中，所述平均風速判定單元具有判定當配備有多個升力式葉片的所述風輪旋轉時所述風速檢測器是否已經檢測到第一預定平均風速的功能；

其中，所述第一預定平均風速是所述風輪的周緣速度或轉速的這樣的值：在該值處，所述風輪的轉速通過所述升力式葉片上產生的升力而被加速，

其中，所述風力渦輪機周緣速度判定單元具有判定配備有多個升力式葉片的所述風輪的周緣速度或轉速是否已經達到超過所述第一預定平均風速的第二預定速度值的功能，

其中，所述第二預定速度值是這樣的速度值：在所述速度值處，所述風輪能夠有效地旋轉，同時通過所述升力式葉片的所述向內傾斜部分的作用、以及基于穿過所述葉片的所述上端部和所述下端部兩者處的外表面和內表面的氣流之間的壓力差的柯恩達效應而自身加速，

其中，所述切換裝置具有基于所述平均風速判定單元和所述風力渦輪機周緣速度判定單元的判定結果使所述動力再生型馬達在發電機模式與馬達模式之間切換的功能，

其中，所述控制裝置被配置為重復地執行以下過程：

開始通過所述切換裝置使所述動力再生型馬達以所述發電機模式運行，

通過所述轉速檢測器檢測所述風輪的周緣速度或轉速，

當所述風速檢測器檢測到大于或等于所述第一預定平均風速的值時，通過所述切換裝置將所述動力再生型馬達從所述發電機模式切換至所述馬達模式，并且通過所述動力再生型馬達以所述馬達模式使所述風輪加速；

此后，當所述轉速檢測器檢測到所述風輪的周緣速度或轉速已經達到超過所述第一預定平均風速的值的所述第二預定速度值時，通過所述切換裝置將所述動力再生型馬達切換至所述發電機模式以發電，以及

在所述發電機模式中，當所述平均風速判定單元判定在所述風輪的旋轉期間所述平均風速小于或等于所述第一預定平均風速時，通過所述切換裝置再次將所述動力再生型馬達切換至所述馬達模式以使所述風輪加速達到所述第二預定速度值。

2.根據權利要求1所述的風力發電設備，

其中，所述第一預定平均風速是2m/s，并且其中，所述第二預定速度值是5m/s。