[發明專利]一種直驅式微風風力發電機系統

有效

• 申請號: 202110534735.2
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113217284B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王亮海;龔新金
• 申請（專利權）人: 廣州賽特新能源科技發展有限公司
• 主分類號: F03D9/11
• 分類號: F03D9/11;F03D1/06;F03D7/02;F03D7/04;F03D80/00;F03D13/20;B32B15/08;B32B15/18;B32B21/00;B32B21/08;B32B27/00
• 代理公司: 廣州晟策知識產權代理事務所(普通合伙) 44709
• 代理人: 鄭書鑫

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種直驅式微風風力發電機系統。包括風力發電機、電控系統以及蓄電裝置，所述風力發電機包括發電機艙、葉輪、輪轂、導流罩、尾舵、發電機后蓋、立桿、立桿安裝座，所述導流罩安裝在所述葉輪上，所述發電機艙內設置有無鐵芯永磁交流發電機，所述發電機通過發電機主軸與所述輪轂固定連接，所述發電機后蓋內設置有自動剎車裝置，所述自動剎車裝置用于當所述葉輪的轉速大于設定的額定轉速時對所述風力發電機執行剎車動作。本發明通過設置無鐵芯永磁交流發電機，消除了傳統發電機的齒槽效應，極大地減輕了風輪葉片的轉動阻力，通過二級儲能電控系統設計，極大提高了小型風力發電機的風能利用率。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種直驅式微風風力發電機系統。

背景技術

風力發電機是一種利用風能產生電力的無污染清潔能源設備，它是利用風力吹動風力發電機的葉片旋轉，帶動電磁感應發電機產生電力。傳統風力發電機啟動風速要求一般不低于3級風，額定運行風速一般要求5-6級風或以上。這就對風力發電機的使用環境有了一定的要求,造成其適用地區有限。傳統的風力發電機一般都是大型設備，它只適用于有大風的地區，對于只有小風或微風地區，或農村的家庭住戶來說，大型的風力發電機無用武之地，風力發電機的葉片不會被小風或微風吹動而旋轉繼而產生電力，所以無法對風力小的廣大農村單個家庭帶來實質性幫助。

大自然中的風無時無刻都在變化，始終處于一種不穩定狀態，風葉轉速一般隨著風力的大小而不斷變化，也就導致發電機的轉速也在不斷變化，其發出的電壓忽高忽低，電流也極不穩定，輸出功率時大時小，平均效率較低，所以，傳統的風力發電機提供的電源不能直接供電器使用，更談不上直接并網發電。目前的風力發電機用電時，一般先對蓄電瓶進行充電，當風速變化比較快時，風力發電機發出的電壓也很不穩定，用不穩定的電壓對蓄電瓶進行充電，將會大大縮短蓄電瓶的使用壽命。

現有的風力發電機主要存在如下幾個缺點：啟動風速偏高，在5米/秒以下風速情況下，幾乎不發電，或者發電量太低，在范圍廣大的低風速地區沒有實際價值，比如，不能穩定維持市政路燈的照明；風力發電機的齒槽效應沒有消除，此齒槽效應成為風機葉片轉動的伴隨阻力，導致在微風情況下轉速偏低，達不到足夠的電功率；風力發電機主體部分重量偏大，轉動軸偏緊，不利于微風情況下靈活對風，快速啟動發電；自然界的風速變化引起的風力發電機的輸出電壓頻繁變化，對這類電的高效利用，需要特別設計的電控系統，即風力發電機控制器。目前小型風力發電機配置的控制器的電能利用效率比較低，不到30％。目前的小型風力發電機普遍沒有設置專門的剎車裝置，僅僅依靠短路引起的電磁阻力來剎車。在狂風或臺風季節，這種剎車方式會經常失效，導致風機葉片常被損壞，甚至斷裂，傷害地面人群或建筑物。傳統風力發電機葉片基本靠手工加半機械完成，效率低，產量低，質量不穩定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種發電效率高，成本低，具有普遍實用價值的微風風力發電機系統，至少解決上述提出的現有技術缺點之一，為實現本發明的目的，本發明采用以下技術方案：一種直驅式微風風力發電機系統，包括風力發電機、電控系統以及蓄電裝置，所述風力發電機包括發電機艙、葉輪、輪轂、導流罩、尾舵、發電機后蓋、立桿、立桿安裝座，所述葉輪與所述輪轂固定連接，所述導流罩安裝在所述葉輪上，所述發電機艙內設置有無鐵芯永磁交流發電機，所述發電機通過發電機主軸與所述輪轂固定連接，所述發電機后蓋內設置有自動剎車裝置，所述自動剎車裝置用于當所述葉輪的轉速大于設定的額定轉速時對所述風力發電機執行剎車動作。

進一步的改進在于，所述葉輪包括采用玻璃鋼復合材料一體成型壓鑄而成的若干葉片，每個葉片包括拉絲芯桿和外殼，所述拉絲芯桿的一端為葉根，設置有安裝孔，用于與輪轂上的輪輻孔連接，另一端作為葉脈，嵌套固定在外殼內部。

進一步的改進在于，所述外殼的一側邊為流線狀，使得所述外殼中部比兩邊寬，所述拉絲芯桿包括一根主桿和兩根加強桿，所述加強桿套在所述主桿靠近外殼中部位置并與之緊配合為一體。

進一步的改進在于，所述導流罩、葉輪、發電機艙、發電機后蓋、尾舵均采用高分子輕型復合材料制作而成。