[實(shí)用新型]葉片自動(dòng)收放無(wú)負(fù)轉(zhuǎn)矩豎軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821243318.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208816270U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 袁杰
• 主分類號(hào): F03D3/06
• 分類號(hào): F03D3/06;F03D7/06;F03D9/25
• 代理公司: 重慶信航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50218
• 代理人: 穆祥維

本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及葉片自動(dòng)收放無(wú)負(fù)轉(zhuǎn)矩豎軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括可固定安裝在地面上的立柱，所述立柱的頂部安裝有發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)上安裝有控制器，所述發(fā)電機(jī)頂部的轉(zhuǎn)軸桿壁固定安裝有四個(gè)沿徑向均勻分布的舵機(jī)，四個(gè)所述舵機(jī)的擺臂分別固定安裝有葉片I、葉片II、葉片III和葉片IV，所述的葉片I、葉片II、葉片III和葉片IV均為圓弧形葉片，所述的葉片I和葉片III中心對(duì)稱，所述的葉片II和葉片IV中心對(duì)稱，所述葉片I、葉片II、葉片III和葉片IV的迎風(fēng)面上均安裝有風(fēng)向風(fēng)速傳感器，四個(gè)所述的風(fēng)向風(fēng)速傳感器均與控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端分四條支路分別與四個(gè)舵機(jī)連接。本實(shí)用新型可提高發(fā)電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及葉片自動(dòng)收放無(wú)負(fù)轉(zhuǎn)矩豎軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，機(jī)械功帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出交流電的電力設(shè)備。然而，現(xiàn)目前市面上出現(xiàn)的各種類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都只能在風(fēng)力4-5級(jí)以上才能啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，且風(fēng)力密度利用率很低，只有13-14％。究其原因，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定的缺陷，當(dāng)全部受風(fēng)面在風(fēng)力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，總有1片或者2片葉片存在部分負(fù)轉(zhuǎn)矩，從而對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生阻力或內(nèi)耗，削弱了轉(zhuǎn)動(dòng)距，啟動(dòng)風(fēng)力要求就更高，減慢了轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，必然減少發(fā)電量，降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。因此，需要對(duì)現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是：旨在提供葉片自動(dòng)收放無(wú)負(fù)轉(zhuǎn)矩豎軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，不僅啟動(dòng)風(fēng)力由4-5級(jí)降至2-3級(jí)，大大增加了年發(fā)電時(shí)間；而且可以避免負(fù)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生，在同等風(fēng)力下可提高轉(zhuǎn)速，提升發(fā)電功率，大大提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率，可增加200％的年發(fā)電量。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

葉片自動(dòng)收放無(wú)負(fù)轉(zhuǎn)矩豎軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括可固定安裝在地面上的立柱，所述立柱的頂部安裝有發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)上安裝有控制器，所述發(fā)電機(jī)頂部的轉(zhuǎn)軸桿壁固定安裝有四個(gè)沿徑向均勻分布的舵機(jī)，四個(gè)所述舵機(jī)的擺臂分別固定安裝有葉片I、葉片II、葉片III和葉片IV，所述的葉片I、葉片II、葉片III和葉片IV均為圓弧形葉片，所述的葉片I和葉片III中心對(duì)稱，所述的葉片II和葉片IV中心對(duì)稱，所述葉片I、葉片II、葉片III和葉片IV的迎風(fēng)面上均安裝有風(fēng)向風(fēng)速傳感器，四個(gè)所述的風(fēng)向風(fēng)速傳感器均與控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端分四條支路分別與四個(gè)舵機(jī)連接。

采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，當(dāng)葉片I和葉片IV的迎風(fēng)面與風(fēng)力接觸時(shí)，此時(shí)，葉片II、葉片III的背風(fēng)面與風(fēng)力接觸，葉片II、葉片III將會(huì)產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩，為了避免負(fù)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生，控制器控制與葉片II、葉片III相對(duì)應(yīng)的舵機(jī)動(dòng)作，從而使這兩個(gè)舵機(jī)的擺臂向上擺動(dòng)90°至垂直狀態(tài)，葉片I和葉片IV受風(fēng)力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，當(dāng)葉片IV逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°到1/2π的位置時(shí)，葉片IV的背風(fēng)面與風(fēng)力接觸，控制器控制葉片IV對(duì)應(yīng)的舵機(jī)動(dòng)作，從而使這個(gè)舵機(jī)的擺臂向上擺動(dòng)90°至垂直狀態(tài)，而此時(shí)，葉片II逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°到3/2π的位置，葉片II的迎風(fēng)面開(kāi)始與風(fēng)力接觸，控制器控制葉片II對(duì)應(yīng)的舵機(jī)動(dòng)作，從而使這個(gè)舵機(jī)的擺臂向下擺動(dòng)90°至水平狀態(tài)承受風(fēng)力產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，如此循環(huán)，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)至1/2π處時(shí)，相應(yīng)舵機(jī)的擺臂向上擺動(dòng)90°至垂直狀態(tài)，以避免負(fù)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生；同時(shí)，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)至3/2π處時(shí)，相應(yīng)舵機(jī)的擺臂向下擺動(dòng)90°至水平狀態(tài)承受風(fēng)力產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。本實(shí)用新型不僅啟動(dòng)風(fēng)力由4-5級(jí)降至2-3級(jí)，大大增加了年發(fā)電時(shí)間；而且可以避免負(fù)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生，在同等風(fēng)力下可提高轉(zhuǎn)速，提升發(fā)電功率，大大提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率，可增加200％的年發(fā)電量。

進(jìn)一步，所述的風(fēng)向風(fēng)速傳感器為超聲波渦旋式風(fēng)速傳感器、螺旋槳風(fēng)速傳感器、熱線式風(fēng)速傳感器、熱膜式風(fēng)速傳感器中的任意一種，所述控制器為單片機(jī)。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅風(fēng)向和風(fēng)速信號(hào)的采集更加精準(zhǔn)，而且信號(hào)的計(jì)算和處理速度較快。

附圖說(shuō)明