[發明專利]轉化效率高的風力發電裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 202110058075.5
• 申請日: 2021-01-16
• 公開（公告）號: CN112814844A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 李穎
• 申請（專利權）人: 李穎
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D1/00;F03D3/00;F03D3/06;F03D7/02;F03D15/00;H02S20/30;H02S10/12;H02J7/35
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 靳雪華

1.一種轉化效率高的風力發電裝置，其特征在于，包括：

支撐柱，以及設置支撐柱上端的轉動柱，且支撐柱與轉動柱通過阻尼轉軸轉動連接，所述支撐柱內部的上端固定安裝有第一伺服電機，且第一伺服電機的輸出軸與轉動柱通過聯軸器傳動連接；

風電轉化箱，其安裝在轉動柱的上端，所述風電轉化箱與轉動柱焊接固定，所述風電轉化箱內部的一側安裝有發電機，所述發電機的輸出軸安裝有主軸，且主軸與發電機的輸出軸通過聯軸器傳動連接，所述主軸的一端延伸至風電轉化箱的外部，所述主軸位于風電轉化箱外部的一端固定安裝有直立式葉片；

減速裝置，其設置在主軸的前后端，且減速裝置以主軸的原點為圓心呈中心對稱，所述減速裝置的內側均安裝有減速片，且減速片與減速裝置滑動連接，所述減速裝置的上端設置有固定板，所述固定板之間轉動安裝有第二螺紋桿，且第二螺紋桿的一端延伸至固定板的外部，所述第二螺紋桿的一端固定設置有第三錐形齒輪；

風力輔助裝置，其安裝在轉動柱外部的下端，所述風力輔助裝置與轉動柱通過軸承轉動連接，所述風力輔助裝置上端的中間位置處固定安裝有第一傳動軸，且第一傳動軸的上端延伸至風電轉化箱的內部；

電力箱，其設置在風電轉化箱的上端，所述電力箱與風電轉化箱焊接固定，所述電力箱內部的一側安裝有驅動電機，所述電力箱內部的另一側分別安裝有逆變器和蓄電池，且逆變器位于蓄電池的上端，所述蓄電池的輸出端與逆變器的輸入端電性連接。

2.如權利要求1所述的轉化效率高的風力發電裝置，其特征在于，所述電力箱的上端安裝有旋轉座，所述旋轉座上端的兩側均固定設置有安裝架，所述安裝架的上端固定安裝有太陽能電池板，且太陽能電池板的所在平面與旋轉座所在平面之間小于九十度的夾角為四十度，所述太陽能電池板的輸出端與蓄電池的輸入端電性連接，所述逆變器的輸出端與驅動電機的輸入端電性連接，所述驅動電機的輸出軸與主軸之間通過傳動帶傳動連接。

3.如權利要求1所述的轉化效率高的風力發電裝置，其特征在于，所述風電轉化箱內部的上端安裝有第二伺服電機，且第二伺服電機的輸出軸與旋轉座固定連接。

4.如權利要求1所述的轉化效率高的風力發電裝置，其特征在于，所述風力輔助裝置的上下端設有六個呈環形均勻分布的連接臂，所述連接臂的一端均設置有固定座，且連接臂的兩端分別與風力輔助裝置和固定座固定連接，所述固定座之間均安裝有連接桿，所述連接桿的外部固定設置有螺旋式葉片，所述第一傳動軸位于風電轉化箱內部的一端固定設置有第一錐形齒輪，所述主軸靠近發電機的一端固定設置有第二錐形齒輪，且第二錐形齒輪與第一錐形齒輪嚙合連接。

5.如權利要求1所述的轉化效率高的風力發電裝置，其特征在于，所述主軸的中間位置處固定設置有傳動齒輪，所述傳動齒輪的上端安裝有從動齒輪，且從動齒輪與傳動齒輪嚙合連接，所述從動齒輪的一側固定設置有第二傳動軸，所述第二傳動軸的另一端固定設置有第四錐形齒輪，且第四錐形齒輪與第三錐形齒輪嚙合連接，所述第二傳動軸的外部安裝有軸承套，軸承套安裝有兩個，且軸承套與第二傳動軸轉動連接，所述軸承套的上端均固定設置有固定桿，所述風電轉化箱內部上端的一側設置有調節機構，所述調節機構的內部轉動安裝有第一螺紋桿，且第一螺紋桿與固定桿的上端通過螺紋配合，所述調節機構的一側固定設置有第三伺服電機，且第三伺服電機的輸出軸與第一螺紋桿的一端固定連接，所述傳動齒輪的下方安裝有轉速傳感器，且轉速傳感器與第三伺服電機電性連接。

6.如權利要求1所述的轉化效率高的風力發電裝置，其特征在于，所述第二螺紋桿外部的兩側均安裝有滑動塊，且滑動塊與第二螺紋桿通過螺紋配合，第二螺紋桿外部螺紋呈互為反向設置，所述滑動塊與減速裝置固定連接，所述減速裝置與減速片之間安裝有彈簧，且彈簧設置有三個。

7.如權利要求1所述的轉化效率高的風力發電裝置，其特征在于，所述支撐柱的外部焊接固定有檢測臺，所述檢測臺上端的四角處均安裝有風速風向傳感器，且風速風向傳感器與第一伺服電機通過單片機電性連接。

8.基于權利要求1-7任意一項所述轉化效率高的風力發電裝置的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、風速風向傳感器能夠對風速以及風向進行測量，四個方位的風速風向傳感器的配合通過單片機能夠獲得風力效率最大化的風向，單片機將驅動信息發送至第一伺服電機，通過第一伺服電機的輸出軸帶動轉動柱進行旋轉調節；

步驟二、在風力環境下，帶動直立式葉片進行轉動，進而帶動發電機一端的主軸進行轉動，從而將機械能轉化為電力動能，實現發電工作；

步驟三、對主軸進行一階段輔助增速，螺旋式葉片在不受風力方向的影響下能夠敏感地對氣流進行感知，那么在風力的驅動下，螺旋式葉片帶動風力輔助裝置進行旋轉，旋轉過程中同步帶動第一傳動軸進行轉動，第一錐形齒輪在嚙合作用下帶動裝有主軸的第二錐形齒輪進行轉動，那么在直立式葉片帶動主軸進行轉動的過程中，螺旋式葉片通過第一傳動軸對主軸進行增速；

步驟四、對主軸進行二階段輔助增速，太陽能電池板能夠對光能進行吸收，將吸收的光能儲存在蓄電池內部，對主軸進行增速時，通過逆變器將蓄電池內部直流電轉化為交流電為驅動電機進行供電，在傳動帶的傳動下帶動主軸進一步增速；

步驟五、當主軸轉速達到設定值時，驅動調節機構一側的第三伺服電機，其輸出軸帶動內部的第一螺紋桿進行轉動，在第四錐形齒輪與第三錐形齒輪相嚙合時，帶動第二螺紋桿進行轉動，第二螺紋桿上分別設置有互相呈反向的螺紋，那么在第二螺紋桿的轉動下，滑動塊帶動減速裝置朝主軸方向移動，減速片首先與主軸發生接觸，接觸時令主軸的轉速得到降低，隨著減速裝置不斷朝中心聚攏，令減速片朝減速裝置的內部收縮，在彈簧的反作用擠壓下，逐漸提高減速片對主軸的擠壓力，實現阻尼式摩擦減速。