專利名稱：鳥籠式風力發(fā)電機和發(fā)電機運轉(zhuǎn)數(shù)字監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電及其監(jiān)測裝置，具體說是一種鳥籠式風力發(fā) 電機和發(fā)電機運轉(zhuǎn)數(shù)字監(jiān)測儀。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，以及人們生活水平的日益提高，人類對能 源的需求明顯增加，而地球上可利用的常規(guī)能源日趨匱乏。據(jù)專家預測，
煤炭還可開采221年，石油還可開采39年，天然氣只能用60年。這種預 測也許不很準確，但常規(guī)能源必然是越用越少，總有一天要用盡的。因此 開發(fā)利用新能源，實現(xiàn)能源的持續(xù)發(fā)展，從而保證經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和社 會的不斷進步，最終實現(xiàn)人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，已成為各國政府 必須解決的大問題。風力發(fā)電作為一種綠色能源，以其無污染，可再生， 技術(shù)成熟，得到了越來越多的國家認可，近幾年以25%的增長速度位居各 類能源之首，倍受世人青睞。據(jù)"綠色和平"組織和歐洲風能協(xié)會組織估計， 至2020年風力發(fā)電可提供世界電力需求的10%，創(chuàng)造170萬個就業(yè)機會， 降低全球二氧化碳排放量超過1012噸，至2040年這個比例可達20%，甚 至更高，有望超過水力發(fā)電。可以說，綠色能源——風力發(fā)電將為人類最 終解決能源問題帶來新的希望。
現(xiàn)在風力發(fā)電設(shè)備的開發(fā)，仍主要集中在一種螺旋槳葉片式的單一思 路上，這種螺旋漿葉片式的風力發(fā)電設(shè)備，主要是根據(jù)風力推動漿片，進 而帶動發(fā)電機發(fā)電的原理所開發(fā)的，現(xiàn)在工業(yè)化應(yīng)用主要都是采用這種方式。但是這種螺旋槳片式風力發(fā)電機對于漿片的要求很高，并且漿片所要 求的空間很大，對于一些空間不大的場所就不太適用，因此有必要進一步 開發(fā)一些其它形式的風力發(fā)電設(shè)備。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的就是根據(jù)現(xiàn)有風力發(fā)電設(shè)備的不足，提出一種新型 的風力發(fā)電設(shè)備，該種風力發(fā)電設(shè)備可以在相對比較狹小的空間內(nèi)運行。
本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種風力發(fā)電設(shè)備， 為鳥籠式風力發(fā)電機，包括一個底座、 一個頂蓋，底座與頂蓋之間通過支 撐桿連接形成一種鳥籠式結(jié)構(gòu)；發(fā)電機垂直安放在底座上，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子
垂直于底座，在底座和頂蓋之間的中央有一垂直于底座的豎軸，豎軸的兩
頭通過軸承分別安裝在底座和頂蓋的中央位置；在豎軸上安裝有風斗，風 斗在風力推動下，可以帶動豎軸旋轉(zhuǎn)；在豎軸上還安裝有主皮帶輪，主皮 帶輪與豎軸為緊固配合，并可在豎軸旋轉(zhuǎn)時一同旋轉(zhuǎn)；在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸 上也安裝有一電機皮帶輪，電機皮帶輪與主皮帶輪通過皮帶連接，并可在 主皮帶輪旋轉(zhuǎn)時一同由皮帶帶動旋轉(zhuǎn)。此外，在豎軸的主皮帶輪同軸下方 還有一磁鋼輪，上面貼有斷續(xù)的磁鋼片，在磁鋼輪旁邊設(shè)有用于監(jiān)測磁鋼 輪旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的L支架，L支架安裝有讀取磁鋼片旋轉(zhuǎn)數(shù)的霍爾傳感元件。 當豎軸旋轉(zhuǎn)時磁鋼輪開始工作，L支架上的霍爾傳感元件拾起豎軸旋轉(zhuǎn)數(shù) 據(jù)信號通過導線將信號傳至數(shù)據(jù)調(diào)頻發(fā)射機進行無線發(fā)射。 本實用新型的工作原理
風力推動發(fā)電機的風斗致使豎軸旋轉(zhuǎn)，豎軸上的皮帶輪經(jīng)皮帶傳動 直流發(fā)電機上的皮帶輪使發(fā)電機工作。無線接收機將所接收的信號通過導線傳至由單片機等元件組成的數(shù)據(jù)處理器將所獲取的數(shù)據(jù)進行處理 后用導線傳至電腦的串口在電腦屏幕上顯示。
本實用新型的優(yōu)點在于采用一種豎立的轉(zhuǎn)軸，其風斗也可以豎立 起來排列，因此其發(fā)電機結(jié)構(gòu)非產(chǎn)精巧，尤其適合一些空間比較狹小的 場所采用，比如作為氣象檢測數(shù)據(jù)的采集等。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述。
通過附圖1可以看出本發(fā)明為一種風力發(fā)電設(shè)備，為鳥籠式風力發(fā)電
機，包括一個底座1、 一個頂蓋2,底座1與頂蓋2之間通過支撐桿3連接 形成一種鳥籠式結(jié)構(gòu)；發(fā)電機4垂直安放在底座1上，發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子垂 直于底座1，在底座1和頂蓋2之間的中央有一垂直于底座1的豎軸5，豎 軸5的兩頭通過軸承6分別安裝在底座1和頂蓋2的中央位置；在豎軸5 上安裝有風斗7，風斗7在風力推動下，可以帶動豎軸5旋轉(zhuǎn)；在豎軸5 上還安裝有主皮帶輪8，主皮帶輪8與豎軸5為緊固配合，并可在豎軸5 旋轉(zhuǎn)時一同旋轉(zhuǎn)；在發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子軸上也安裝有一電機皮帶輪9，電機 皮帶輪9與主皮帶輪8通過皮帶10連接，并可在主皮帶輪8旋轉(zhuǎn)時一同由 皮帶10帶動旋轉(zhuǎn)。此外，在豎軸5的主皮帶輪8同軸下方還有一磁鋼輪 11，磁鋼輪ll上面貼有斷續(xù)的磁鋼片，在磁鋼輪ll旁邊設(shè)有用于監(jiān)測磁 鋼輪旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的L支架12， L支架12安裝有讀取磁鋼片旋轉(zhuǎn)數(shù)的霍爾傳感 元件13。當豎軸5旋轉(zhuǎn)時磁鋼輪11開始工作，L支架12上的霍爾傳感元件13拾起豎軸5旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)信號通過導線14將信號傳至數(shù)據(jù)調(diào)頻發(fā)射機進 行無線發(fā)射。
本實用新型的工作原理風力推動發(fā)電機的風斗致使豎軸旋轉(zhuǎn)，豎
軸上的皮帶輪經(jīng)皮帶傳動直流發(fā)電機上的皮帶輪使發(fā)電機工作。無線接 收機將所接收的信號通過導線傳至由單片機等元件組成的數(shù)據(jù)處理器 將所獲取的數(shù)據(jù)進行處理后用導線傳至電腦的串口在電腦屏幕上顯示。 接收機收到的信號要通過數(shù)字處理系統(tǒng)的單片機進行觸發(fā)電平通過電 平的變化進行計數(shù)。最后由單片機將最后處理得到的流速數(shù)據(jù)通過計算 機串口輸入到計算機中，通過處理，主要是將傳感器輸入到單片機的脈
沖信號的頻率(傳感器將不同風速轉(zhuǎn)變成不同頻率的脈沖信號)實時地 測量出來，考慮到信號的衰減、干擾等影響，在信號送入單片機前應(yīng)對 其進行放大整形，然后通過單片機計算出速度，再將所得的數(shù)據(jù)存儲到 串口數(shù)據(jù)存儲器，以非常直觀的形式顯示在計算機屏幕上。對單片機采 用用了信號隔離處理作為抗干擾措施，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(最大值、最小值和平 均值等)軟件中有該功能。
該系統(tǒng)軟件設(shè)計主要由主程序、中斷子程序、數(shù)據(jù)采集與A/D轉(zhuǎn)換子 程序、顯示子程序、等模塊組成，因為C語言編寫的軟件易于實現(xiàn)模塊化， 生成的機器代碼質(zhì)量高、可讀性強、移植好，所以本系統(tǒng)的軟件采用C語 言編寫，在keiluvision3Demo版本的集成開發(fā)環(huán)境下進行編譯連接。程 序的編寫設(shè)計依照世界氣象組織(麗0)儀器和觀測方法委員會(CIM0)的 CIM0-X建議3 (WM0， 1991)的標準要求設(shè)計，即輸出瞬時風速和10分鐘 平均風速。瞬時風速是從3秒平均值中挑取的，3秒平均值是用最末尾12個采樣計算的。實際上，3秒平均值是每隔0.25秒計算的(亦即每0.25 秒就有一次重疊的3秒平均值)。平均值是每隔10分鐘計算一次，對連續(xù) 的采樣要檢査其連續(xù)性。同時將發(fā)電機的運轉(zhuǎn)情況通過曲線圖顯示到電腦 屏幕上。
權(quán)利要求1、鳥籠式風力發(fā)電機和發(fā)電機運轉(zhuǎn)數(shù)字監(jiān)測儀，其特征在于包括一個底座、一個頂蓋，底座與頂蓋之間通過支撐桿連接形成一種鳥籠式結(jié)構(gòu)；發(fā)電機垂直安放在底座上，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子垂直于底座，在底座和頂蓋之間的中央有一垂直于底座的豎軸，豎軸的兩頭通過軸承分別安裝在底座和頂蓋的中央位置；在豎軸上安裝有風斗；在豎軸上還安裝有主皮帶輪，主皮帶輪與豎軸為緊固配合，并可在豎軸旋轉(zhuǎn)時一同旋轉(zhuǎn)；在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸上也安裝有一電機皮帶輪，電機皮帶輪與主皮帶輪通過皮帶連接，并可在主皮帶輪旋轉(zhuǎn)時一同由皮帶帶動旋轉(zhuǎn)；此外，在豎軸的主皮帶輪同軸下方還有一磁鋼輪，上面貼有斷續(xù)的磁鋼片，在磁鋼輪旁邊設(shè)有用于監(jiān)測磁鋼輪旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的L支架，L支架安裝有讀取磁鋼片旋轉(zhuǎn)數(shù)的霍爾傳感元件。
專利摘要鳥籠式風力發(fā)電機和發(fā)電機運轉(zhuǎn)數(shù)字監(jiān)測儀，包括一個底座、一個頂蓋，底座與頂蓋通過支撐桿連接形成鳥籠式結(jié)構(gòu)；發(fā)電機安放在底座上，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子垂直于底座，在底座和頂蓋之間的中央有一垂直于底座的豎軸，豎軸的兩頭通過軸承安裝在底座和頂蓋的中央位置；豎軸上裝有風斗；在豎軸上還裝有主皮帶輪，主皮帶輪與豎軸為緊固配合，并可在豎軸旋轉(zhuǎn)時一同旋轉(zhuǎn)；在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸上也裝有一電機皮帶輪，電機皮帶輪與主皮帶輪通過皮帶連接；此外，在豎軸的主皮帶輪同軸下方還有一磁鋼輪，上面貼有斷續(xù)的磁鋼片，在磁鋼輪旁邊設(shè)有用于監(jiān)測磁鋼輪旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的L支架，L支架安裝有讀取磁鋼片旋轉(zhuǎn)數(shù)的霍爾傳感元件。
文檔編號F03D9/00GK201372900SQ200920063138
公開日2009年12月30日 申請日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者曹家熙, 陳兆源, 陳行行 申請人:曹家熙