專利名稱：一種傘形風(fēng)力發(fā)電機組及工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傘形風(fēng)力發(fā)電機組，特別是水平軸風(fēng)力發(fā)電機組。
背景技術(shù)：
隨著不可再生能源的不斷消耗，現(xiàn)在，人們在尋求著許多可再生的能源。目前風(fēng)能是一種既干凈又可再生的能源，人們對其的利用非常的廣泛，特別是在風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的領(lǐng)域中，如風(fēng)力發(fā)電機。但在現(xiàn)在，不管是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機還是水平軸風(fēng)力發(fā)電機，當(dāng)出現(xiàn)大風(fēng)時，如不采取有效的措施，將會造成大風(fēng)失速的現(xiàn)象，甚至?xí)p毀風(fēng)力發(fā)電機。針對上述技術(shù)問題，人們也研發(fā)出了不同的技術(shù)手段，如利用剎車來控制大風(fēng)失速的情況，而在水平軸風(fēng)力發(fā)電機中，大部分采用變槳的手段來控制大風(fēng)失速的現(xiàn)象。如在申請?zhí)枮?01110125398. 8申請日為2011年5月16日
公開日為2011年9月14的專利文獻中公開了一種風(fēng)壓變槳風(fēng)力發(fā)電機，具體公開了風(fēng)壓變槳風(fēng)力發(fā)電機包括風(fēng)葉和風(fēng)壓變槳風(fēng)力發(fā)電機主機，所述風(fēng)壓變槳風(fēng)力發(fā)電機主機包括變槳機構(gòu)、回轉(zhuǎn)體組件和發(fā)電機組件，所述風(fēng)葉和變槳機構(gòu)中的風(fēng)葉連接軸相連，所述變槳機構(gòu)的輪轂和回轉(zhuǎn)體組件中的主軸左端的法蘭通過第二螺栓相連，發(fā)電機組件中的電機軸連接套和回轉(zhuǎn)體組件中的花鍵套用第三螺栓、聚氨酯套、自鎖螺母連接。上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)風(fēng)壓超過額定風(fēng)壓時，則回轉(zhuǎn)體組件促使變槳機構(gòu)帶動風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，以減小風(fēng)葉的迎風(fēng)面積，雖然，上述結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機能夠在大風(fēng)下減小風(fēng)葉的轉(zhuǎn)速，以控制發(fā)電機的輸出功率，但不管風(fēng)葉的轉(zhuǎn)角變化多大，風(fēng)葉的掃風(fēng)面積無法得到改變，因此，在大風(fēng)下，可能還會出現(xiàn)大風(fēng)失速的現(xiàn)象，造成發(fā)電機的輸出功率無法得到控制。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種傘形風(fēng)力發(fā)電機組及傘形風(fēng)力發(fā)電機組的工作方法。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)手段是一種傘形風(fēng)力發(fā)電機組，包括立柱，在立柱上端安裝有平臺，在平臺上安裝有由一臺以上發(fā)電機組成的發(fā)電機組，所述的發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子，所述的定子安裝在平臺上，所述的轉(zhuǎn)子通過軸承安裝在定子內(nèi)；在轉(zhuǎn)子上鉸接有葉片；所述的轉(zhuǎn)子包括一空心軸，在空心軸上穿過有軸；在軸靠近葉片的一端樞接有活動座，活動座和葉片中部之間鉸接有連桿；所述的軸上具有一螺紋段，在螺紋段上嚙合有螺母；所述的螺母連接有安裝在平臺上的驅(qū)動裝置。上述傘形風(fēng)力發(fā)電機組的工作方法是通過控制器檢測風(fēng)力發(fā)電機組的輸出功率，當(dāng)輸出功率小于或等于額定功率時，則葉片處于打開狀態(tài)，一旦輸出功率大于額定功率，則控制器控制驅(qū)動裝置工作，驅(qū)動裝置帶動螺旋旋轉(zhuǎn)，螺母的旋轉(zhuǎn)促使軸直線運動，軸在直線運動過程中，在連桿的作用下，使鉸接在發(fā)電機轉(zhuǎn)子上的葉片收合，控制輸出功率在設(shè)定范圍內(nèi)，所述的設(shè)定范圍是指發(fā)電機的最大輸出功率；如輸出功率小于或等于額定功率，在控制器控制驅(qū)動裝置工作，驅(qū)動裝置帶動螺母反向旋轉(zhuǎn)，則葉片打開。
上述結(jié)構(gòu)的傘形風(fēng)力發(fā)電機的工作原理是傘形風(fēng)力發(fā)電機組在正常工作狀態(tài)下，葉片處于打開狀態(tài)，一旦檢測到發(fā)電機組的輸出功率大于額定輸出功率時，則控制驅(qū)動裝置工作，驅(qū)動裝置帶動螺母旋轉(zhuǎn)，由于軸與螺母相嚙合，因此，軸會直線運動，軸在直線運動過程中，軸在連桿的作用下帶動葉片收合，以減小葉片的掃風(fēng)面積，從而在大風(fēng)下控制發(fā)電機組的輸出功率，起到了保護風(fēng)力發(fā)電機組的目的。在本發(fā)明中，葉片的收合角度由風(fēng)速和風(fēng)量來確定。作為改進，所述的驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機、安裝在驅(qū)動電機上的主動齒輪和安裝在螺母上的從動齒輪，所述的主動齒輪和從動齒輪相嚙合。上述驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)簡單，成本低。作為改進，平臺上安裝有二個以上的支撐座，支撐座上安裝有直線軸承，所述的軸由直線軸承支承。通過支撐座支撐軸，能提高軸的安裝穩(wěn)定性，且能提高軸移動的精度度，很能提聞軸的剛性。作為改進，在立柱上安裝有控制器，控制器的輸入端連接有功率探測器，控制器的輸出端上連接驅(qū)動電機。


圖1為傘形風(fēng)力發(fā)電機組去掉殼體后的立體圖。圖2為葉片收合后傘形風(fēng)力發(fā)電機組的立體圖。圖3為傘形風(fēng)力發(fā)電機組正面示意圖。圖4為傘形風(fēng)力發(fā)電機組的剖視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步詳細說明。如圖1、圖3和圖4所示，傘形風(fēng)力發(fā)電機組包括立柱I，在立柱I上安裝有平臺2，在平臺2上安裝有由一臺以上發(fā)電機3組成的發(fā)電機組。如圖4所示，發(fā)電機3包定子31和轉(zhuǎn)子32，其中轉(zhuǎn)子32包括一空心軸，在轉(zhuǎn)子上鉸接有葉片4。在空心軸上穿過有軸5，在軸5的后端即靠近葉片的一端安裝有軸承6，軸承6上安裝有活動座7，在活動座7和葉片4中部之間鉸接有連桿8。在平臺2上安裝有支撐座9，支撐座9上安裝有直線軸承10，軸5的前端由直線軸承10支承。軸的后端設(shè)有螺紋段，在螺紋段上嚙合有螺母11，螺母11上連接有驅(qū)動裝置，所述的驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機121、安裝在驅(qū)動電機121上的主動齒輪122和安裝在螺母上的從動齒輪123，所述的主動齒輪122和從動齒輪123相嚙合。在立柱I上安裝有控制器13，控制器13的輸入端連接有功率探測器，控制器的輸出端上連接驅(qū)動電機。 為了防水和防塵，在平臺上安裝有殼體14，所述的電機組、驅(qū)動裝置位于殼體14內(nèi)。當(dāng)傘形風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率小于或等于額定功率時，如圖1所示，葉片處于打開狀態(tài)，此時的葉片的掃風(fēng)面積大，即受風(fēng)面積大。傘形風(fēng)力發(fā)電機組在工作時，由功率探測器檢測功率信號，并將功率信號輸入到控制器13中，一旦檢測到輸出功率大于額定輸出功率，則控制器13控制驅(qū)動電機121工作，驅(qū)動電機121帶動主動齒輪122旋轉(zhuǎn)，主動齒輪122帶動從動齒輪123旋轉(zhuǎn)，從動齒輪123帶動螺母旋轉(zhuǎn)，在螺母的作用下，軸5直線運動，如圖2所示，軸的運動則通過連桿8帶動葉片收合，從而減小掃風(fēng)面積，以降低發(fā)電機的輸出功率，達到在大風(fēng)下保護風(fēng)力發(fā)電組的目的；當(dāng)檢測到輸出功率小于額定功率時，則由控制器控制驅(qū)動馬達反向旋轉(zhuǎn)，促使軸反向直線運動，以打開葉片，這樣，就能使風(fēng)力發(fā)電機處于恒功率的運行狀態(tài)下。在本發(fā)明中，葉片的收合角度由風(fēng)速和風(fēng)量來確定或是由輸出功率來確定。在本發(fā)明中，傘形風(fēng)力發(fā)電機組中的風(fēng)葉安裝在下風(fēng)位置，以便于葉片的打開和收合。
權(quán)利要求
1.一種傘形風(fēng)力發(fā)電機組，包括立柱，在立柱上端安裝有平臺，在平臺上安裝有由一臺以上發(fā)電機組成的發(fā)電機組，所述的發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子，所述的定子安裝在平臺上，所述的轉(zhuǎn)子通過軸承安裝在定子內(nèi)；其特征在于在轉(zhuǎn)子上鉸接有葉片；所述的轉(zhuǎn)子包括一空心軸，在空心軸上穿過有軸；在軸靠近葉片的一端樞接有活動座，活動座和葉片中部之間鉸接有連桿；所述的軸上具有一螺紋段，在螺紋段上嚙合有螺母；所述的螺母連接有安裝在平臺上的驅(qū)動裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傘形風(fēng)力發(fā)電機組，其特征在于所述的驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機、安裝在驅(qū)動電機上的主動齒輪和安裝在螺母上的從動齒輪，所述的主動齒輪和從動齒輪相嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傘形風(fēng)力發(fā)電機組，其特征在于平臺上安裝有二個以上的支撐座，支撐座上安裝有直線軸承，所述的軸由直線軸承支承。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傘形風(fēng)力發(fā)電機組，其特征在于在立柱上安裝有控制器，控制器的輸入端連接有功率探測器，控制器的輸出端上連接驅(qū)動電機。
5.一種傘形風(fēng)力發(fā)電機組的工作方法其特征在于包括如下步驟通過控制器檢測風(fēng)力發(fā)電機組的輸出功率，當(dāng)輸出功率小于或等于額定功率時，則葉片處于打開狀態(tài)，一旦輸出功率大于最大功率，則控制器控制驅(qū)動裝置工作，驅(qū)動裝置帶動螺旋旋轉(zhuǎn)，螺母的旋轉(zhuǎn)促使軸直線運動，軸在直線運動過程中，在連桿的作用下，使鉸接在發(fā)電機轉(zhuǎn)子上的葉片收合，控制輸出功率在設(shè)定范圍內(nèi)；如輸出功率小于或等于額定功率，在控制器控制驅(qū)動裝置工作，驅(qū)動裝置帶動螺母反向旋轉(zhuǎn)，則葉片打開。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傘形風(fēng)力發(fā)電機組的工作方法，其特征在于所述的驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機、安裝在驅(qū)動電機上的主動齒輪和安裝在螺母上的從動齒輪，所述的主動齒輪和從動齒輪相嚙合；驅(qū)動電機帶動主動齒輪旋轉(zhuǎn)，主動齒輪帶動從動齒輪旋轉(zhuǎn)，從動齒輪帶動螺母旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動電機由控制器控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傘形風(fēng)力發(fā)電機組的工作方法，其特征在于在發(fā)電機上安裝有功率檢測器，功率檢測器將發(fā)電組的輸出功率信號輸入到控制器中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種傘形風(fēng)力發(fā)電機組及工作方法，傘形風(fēng)力發(fā)電機組包括立柱、平臺、發(fā)電機，發(fā)電機轉(zhuǎn)子具有一空心軸，在轉(zhuǎn)子上鉸接有葉片；在空心軸上穿過有軸；在軸靠近葉片的一端樞接有活動座，活動座和葉片中部之間鉸接有連桿；軸上具有一螺紋段，在螺紋段上嚙合有螺母；螺母連接有安裝在平臺上的驅(qū)動裝置。工作方法是當(dāng)輸出功率小于或等于額定輸出功率時，則葉片處于打開狀態(tài)，當(dāng)輸出功率大于額定輸出功率時，則葉片處于收合狀態(tài)。利用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作方法，則能起到保護風(fēng)力發(fā)電機組的作用。
文檔編號F03D7/04GK103047084SQ201210561958
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月22日
發(fā)明者俞紅鷹 申請人:廣州紅鷹能源科技有限公司