[發明專利]一種縱軸磁懸浮導向控制無差別風力發電系統

有效

• 申請號: 201910878163.2
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110630434B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 郭立成;牛志遠
• 申請（專利權）人: 深圳華控能源科技有限公司
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D7/06;F03D9/25;F03D17/00;F03D80/00;G06Q50/06
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 葉樹明

本發明提供了一種縱軸磁懸浮導向控制無差別風力發電系統，該風力發電系統包括采風風輪、縱軸磁懸浮發電設備、控制器、功率放大器、不可控型整流器、升壓轉換電路、電渦流位移傳感器、數據采集模塊、無線通信單元以及能量存儲模塊。本發明的風力發電系統采用磁懸浮技術驅動，利用磁場導向推動轉軸，轉軸無摩擦，微風狀態下可進行發電。在風向改變的時候無需對風裝置，結構設計簡單，減少了風輪對風時的陀螺力。

技術領域

本發明涉及無差別風力發電技術領域，尤其涉及一種縱軸磁懸浮導向控制無差別風力發電系統。

背景技術

風力發電是把風的動能轉為電能。風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風能為2×10^7MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。我國風能資源豐富，可開發利用的風能儲量約10億kW，其中，陸地上風能儲量約2.53億kW(陸地上離地10m高度資料計算)，海上可開發和利用的風能儲量約7.5億kW，共計10億kW。風是沒有公害的能源之一。而且它取之不盡，用之不竭。對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區、山區和高原地帶，因地制宜地利用風力發電，非常適合。

傳統風力發電機多為水平軸升力型和水平軸阻力型兩類，其主要特點可歸納如下：

1)水平軸升力型風力發電機旋轉速度快，水平軸阻力型風力發電機旋轉速度慢；

2)傳統風力發電機均具有對風裝置，對風向要求高，塔架前后均需安裝風輪，有的在一個塔架上安裝多個風輪，安裝繁瑣，維護量大，成本較高，適應性較差；

3)傳統風力發電機由風輪(包括尾舵)、發電機和鐵塔三部份組成。每一部分都很重要，任何一個部分出現問題將導致風力發電機組無法正常工作；

4)傳統風力發電機對風力要求較高，三級風力以上，即，風速大于每秒4米時，才適宜于發電，而低于三級風力時，無法發電；

5)傳統風力發電機存在噪聲，視覺污染，占用大片土地，不穩定，不可控，成本較高，影響鳥類活動等。

因此，如何實現無差別風力發電系統已成為了急需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種縱軸磁懸浮導向控制無差別風力發電系統，本發明的風力發電系統在風向改變的時候無需對風裝置，結構設計簡單，減少了風輪對風時的陀螺力。

本申請是通過如下技術方案實現的：

一種縱軸磁懸浮導向控制無差別風力發電系統，該風力發電系統包括采風風輪、縱軸磁懸浮發電設備、控制器、功率放大器、不可控型整流器、升壓轉換電路、電渦流位移傳感器、數據采集模塊、無線通信單元以及能量存儲模塊，其特征在于：

所述采風風輪，通過轉軸與縱軸磁懸浮發電設備連接，用于將風能轉化為機械能并傳送至縱軸磁懸浮發電設備；

所述縱軸磁懸浮發電設備用于將機械能轉化為電能；

所述電渦流位移傳感器，分別于縱軸磁懸浮發電設備和控制器相連，用于測量縱軸磁懸浮發電設備中轉子的位移偏差，并將懸浮高度給定值與實際值比較得到誤差，并將獲得的所述誤差傳送至所述控制器進行處理；

所述數據采集模塊，與所述控制器連接，所述數據采集模塊包括分布式傳感器、信號調理電路、微處理器單元、以及數據傳輸單元，所述數據采集模塊將采集到的數據經由數據傳輸單元發送給控制器；

所述控制器，接收來自數據采集模塊的數據信息，用于控制縱軸磁懸浮發電設備的運行狀態和功率輸出，并將生成的控制量發送給功率放大器；

所述功率放大器，與所述控制器連接，根據從所述控制器接收到的控制量來生成控制電流，并傳送至縱軸磁懸浮發電設備以實現對轉子的控制；