專利名稱:風(fēng)力渦輪的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種風(fēng)力渦輪機，包括：轉(zhuǎn)子及電力系統(tǒng)；所述電力系統(tǒng)包括交流發(fā)電機及電子控制器；所述轉(zhuǎn)子，用于驅(qū)動所述交流發(fā)電機以產(chǎn)生交流電力；所述電子控制器，用于將所述交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電，并升高所述直流電的電壓，在升壓后的直流電輸送到負載之前降低所述電壓。本實用新型通過設(shè)置電子控制器將交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電，并將該直流電升壓后進行傳輸，并在輸送到負載前降壓以適應(yīng)負載的需求，最大限度的減小了電能在遠距離傳輸中的損耗。
【專利說明】風(fēng)力渦輪機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種風(fēng)力渦輪機。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力渦輪機因其在經(jīng)濟性和環(huán)境方面的潛力，被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)力渦輪機的一個典型應(yīng)用為小型的風(fēng)力發(fā)電機，這種小型的風(fēng)力發(fā)電機可以用于多個場合，如城市、農(nóng)村等地區(qū)，或電力不方便到達的地方，可以安裝在屋頂、天井、路邊等地方。在一些安裝環(huán)境中，風(fēng)力渦輪機與負載常會通過很長距離的傳輸線進行電力傳輸，這種情況下在長距離的電力傳輸過程中電能的損耗較大，不利于節(jié)能。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種風(fēng)力渦輪機，以解決上述的問題。
[0004]在本實用新型的實施例中提供了一種風(fēng)力渦輪機，包括:轉(zhuǎn)子及電力系統(tǒng)；電力系統(tǒng)包括交流發(fā)電機及電子控制器；轉(zhuǎn)子，用于驅(qū)動交流發(fā)電機以產(chǎn)生交流電力；電子控制器，用于將交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電，并升高直流電的電壓，在升壓后的直流電輸送到負載之前降低電壓。
[0005]進一步，轉(zhuǎn)子包括多個葉片；交流發(fā)電機為永久磁鐵發(fā)電機。
[0006]進一步，電子控制器包括渦輪模塊和輸出模塊；渦輪模塊靠近交流發(fā)電機；輸出模塊遠離交流發(fā)電機，接近負載；渦輪模塊包括整流器及升壓轉(zhuǎn)換器，整流器用于將交流發(fā)電機輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，升壓轉(zhuǎn)換器用于對直流電的電壓進行升壓，并將升壓后的直流電傳輸至輸出模塊；輸出模塊包括降壓轉(zhuǎn)換器，降壓轉(zhuǎn)換器用于降低升壓后的直流電的電壓，以提供恒定的電壓給負載。
[0007]進一步，渦輪模塊用于調(diào)節(jié)提供給輸出模塊的升壓后直流電的瞬時功率；輸出模塊用于調(diào)節(jié)提供給負載的降壓后直流電最大輸出電壓。
[0008]進一步，負載是為直流負載，包括電池。
[0009]進一步，電子控制器還用于控制轉(zhuǎn)子的速度和交流發(fā)電機的功率。
[0010]進一步，電子控制器，還用于跟蹤轉(zhuǎn)子的峰值功率系數(shù)，當(dāng)負載能夠利用的功率比交流發(fā)電機產(chǎn)生的功率大時驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
[0011]進一步，電子控制器還用于當(dāng)負載所需電量比交流發(fā)電機的發(fā)電量小時，控制葉尖速比，使其低于最大發(fā)電功率時的葉尖速比。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過設(shè)置電子控制器將交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電，并將該直流電升壓后進行傳輸，并在輸送到負載前降壓以適應(yīng)負載的需求，最大限度的減小了電能在遠距離傳輸中的損耗。

【附圖說明】

[0013]圖1示出了本實用新型風(fēng)力渦輪機安裝于一個住宅的側(cè)視圖；
[0014]圖2示出了本實用新型風(fēng)力渦輪機電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0015]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0016]參圖1及圖2所示，圖1示出了本實用新型風(fēng)力渦輪機安裝于一個住宅的側(cè)視圖；圖2示出了本實用新型風(fēng)力渦輪機電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]如圖1所示，風(fēng)力渦輪機31包括翼型的轉(zhuǎn)子32，轉(zhuǎn)子32通過中心軸33與交流發(fā)電機34連接，交流發(fā)電機34與安裝于混凝土基礎(chǔ)36上的基極35連接。風(fēng)力禍輪機31用于提供電源到直流負載(電池38)。交流發(fā)電機34通過傳輸線39連接到房屋37內(nèi)的電池
38 ο
[0018]如圖1、圖2所示，在本實施例中，一種風(fēng)力渦輪機31，包括:轉(zhuǎn)子32及電力系統(tǒng)；電力系統(tǒng)包括交流發(fā)電機34及電子控制器；轉(zhuǎn)子32，用于通過風(fēng)力驅(qū)動交流發(fā)電機34以產(chǎn)生交流電力；電子控制器，用于將交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電，并升高該直流電的電壓，在升壓后的直流電輸送到負載之前降低該電壓。
[0019]本實施例通過設(shè)置電子控制器將交流發(fā)電機34產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電，并將該直流電升壓后進行傳輸，并在輸送到負載前降壓以適應(yīng)負載的需求，以最大限度的減小電能在遠距離傳輸中的損耗，從而提供最大的發(fā)電量。
[0020]在本實施例中，該轉(zhuǎn)子32包括多個葉片；該交流發(fā)電機34為永久磁鐵發(fā)電機，久磁鐵發(fā)電機是一種空芯設(shè)計，空芯設(shè)計可以減少磁鐵造成的損失和齒槽轉(zhuǎn)矩。
[0021]在本實施例中，電子控制器包括渦輪模塊41和輸出模塊42 ;渦輪模塊41靠近交流發(fā)電機34 ;輸出模塊42遠離交流發(fā)電機，接近負載(電池38);渦輪模塊41包括整流器411及升壓轉(zhuǎn)換器412，整流器411用于將交流發(fā)電機34輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，輸出直流電流44，直流電流44經(jīng)升壓轉(zhuǎn)換器412升壓后可減少輸電損耗。升壓轉(zhuǎn)換器412用于對直流電的電壓進行升壓，并將升壓后的直流電傳輸至輸出模塊42 ;輸出模塊42包括降壓轉(zhuǎn)換器421，降壓轉(zhuǎn)換器421用于降低升壓后的直流電的電壓，以提供恒定的電壓給負載。
[0022]在本實施例中，渦輪模塊41用于調(diào)節(jié)提供給輸出模塊42的升壓后直流電的瞬時功率；輸出模塊42用于調(diào)節(jié)提供給負載的降壓后直流電最大輸出電壓。
[0023]在本實施例中，負載是為直流負載，包括電池38。
[0024]風(fēng)力渦輪機具有一個額定功率和相應(yīng)的額定風(fēng)速。額定功率是風(fēng)力渦輪機可產(chǎn)生的最大功率和額定風(fēng)速是指額定功率達到風(fēng)的速度。相關(guān)技術(shù)中的風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和發(fā)電機的功率一般都是固定的，不能根據(jù)風(fēng)速的變化進行調(diào)整，這樣常會造成發(fā)電不足，不能滿足負載的需要，或發(fā)電過多造成電能浪費或負載過充。
[0025]在本實施例中，電子控制器還用于控制轉(zhuǎn)子32的速度和交流發(fā)電機34的功率。通過控制控制轉(zhuǎn)子32的速度和交流發(fā)電機34的功率，可以根據(jù)風(fēng)速變化調(diào)節(jié)運轉(zhuǎn)以最大限度地發(fā)電，可有效避免在低風(fēng)速條件下，無法提供充電電源，以及在大風(fēng)條件下由于產(chǎn)生多余的電能使負載過充的情況發(fā)生。
[0026]在本實施例中，電子控制器，還用于跟蹤轉(zhuǎn)子32的峰值功率系數(shù)，當(dāng)負載能夠利用的功率比交流發(fā)電機34產(chǎn)生的功率大時驅(qū)動轉(zhuǎn)子32轉(zhuǎn)動。電子控制器通過跟蹤轉(zhuǎn)子32的峰值功率系數(shù)，可以在適當(dāng)?shù)臅r機啟動轉(zhuǎn)子，以隨時滿足負載的需要。
[0027]在本實施例中，電子控制器還用于當(dāng)負載所需電量比交流發(fā)電機34的發(fā)電量小時，控制葉尖速比，使其低于最大發(fā)電功率時的葉尖速比。電子控制器通過根據(jù)負載所需電量的情況控制葉尖速比，可以有效避免由于發(fā)電量過大造成的電能浪費及電池過充。
[0028]在本實施例中，該渦輪模塊41通過傳輸線39與輸出模塊42連接，輸出模塊42與電池38通過傳輸線39連接。傳輸線39可根據(jù)電流類型采用不同的規(guī)格型號，以達到降低成本的目的。
[0029]在本實施例中，輸出模塊42具有不同的浮充電壓設(shè)置，這樣可利用具有不同電壓的電池組；同時，輸出模塊42還可以限制提供給電池38的最大電壓，輸出模塊42可設(shè)定最大浮動電壓，以對電池充電或驅(qū)動直流負載。
[0030]本實施例還提供了一種應(yīng)用上述風(fēng)力渦輪機控制能量的方法，包括:
[0031]將轉(zhuǎn)子32置于風(fēng)中以使其轉(zhuǎn)動；
[0032]轉(zhuǎn)子32旋轉(zhuǎn)以使交流發(fā)電機34產(chǎn)生交流電源；
[0033]通過電子控制器將交流發(fā)電機34產(chǎn)生交流電源交流電轉(zhuǎn)換為直流電；
[0034]通過所述電子控制器將直流電升壓；
[0035]將升壓后的直流電送至負載；
[0036]通過所述控制器將經(jīng)升壓的直流電降壓到負載所需的電壓。
[0037]在本實施例中，該方法還包括電子控制器基于負載的功率需求調(diào)節(jié)交流發(fā)電機34所生成的交流電量。
[0038]在本實施例中，該方法還包括，當(dāng)交流發(fā)電機34所生成的交流電量大于負載的功率需求，轉(zhuǎn)子32的旋轉(zhuǎn)速度增加時，電子控制器控制轉(zhuǎn)子32減速旋轉(zhuǎn)。
[0039]在本實施例中，該方法還包括，調(diào)節(jié)升壓后的直流電，以輸出恒定的直流電到負載。
[0040]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力渦輪機，其特征在于，包括: 轉(zhuǎn)子及電力系統(tǒng)； 所述電力系統(tǒng)包括交流發(fā)電機及電子控制器； 所述轉(zhuǎn)子，用于驅(qū)動所述交流發(fā)電機以產(chǎn)生交流電力； 所述電子控制器，用于將所述交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電，并升高所述直流電的電壓，在升壓后的直流電輸送到負載之前降低所述電壓； 所述電子控制器還用于控制所述轉(zhuǎn)子的速度和所述交流發(fā)電機的功率；所述電子控制器，還用于跟蹤所述轉(zhuǎn)子的峰值功率系數(shù)，當(dāng)負載能夠利用的功率比所述交流發(fā)電機產(chǎn)生的功率大時驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；所述電子控制器還用于當(dāng)負載所需電量比所述交流發(fā)電機的發(fā)電量小時，控制葉尖速比，使其低于最大發(fā)電功率時的葉尖速比。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括多個葉片；所述交流發(fā)電機為永久磁鐵發(fā)電機。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力渦輪機，其特征在于，所述電子控制器包括渦輪模塊和輸出模塊；所述渦輪模塊靠近所述交流發(fā)電機；所述輸出模塊遠離所述交流發(fā)電機，接近負載； 所述渦輪模塊包括整流器及升壓轉(zhuǎn)換器，所述整流器用于將所述交流發(fā)電機輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，所述升壓轉(zhuǎn)換器用于對所述直流電的電壓進行升壓，并將升壓后的直流電傳輸至所述輸出模塊； 所述輸出模塊包括降壓轉(zhuǎn)換器，所述降壓轉(zhuǎn)換器用于降低升壓后的直流電的電壓，以提供恒定的電壓給負載。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力渦輪機，其特征在于，所述渦輪模塊用于調(diào)節(jié)提供給所述輸出模塊的升壓后直流電的瞬時功率； 所述輸出模塊用于調(diào)節(jié)提供給所述負載的降壓后直流電最大輸出電壓。
【文檔編號】F03D9-02GK204267224SQ201420555845
【發(fā)明者】安娜, 段禹舟 [申請人]云南能投能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院, 瀘西縣云電投風(fēng)電開發(fā)有限公司