风力涡轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风力发电领域，具体而言，涉及一种风力涡轮机。
【背景技术】
[0002]风力涡轮机因其在经济性和环境方面的潜力，被广泛应用于风力发电，风力涡轮机的一个典型应用为小型的风力发电机，这种小型的风力发电机可以用于多个场合，如城市、农村等地区，或电力不方便到达的地方，可以安装在屋顶、天井、路边等地方。在一些安装环境中，风力涡轮机与负载常会通过很长距离的传输线进行电力传输，这种情况下在长距离的电力传输过程中电能的损耗较大，不利于节能。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种风力涡轮机，以解决上述的问题。
[0004]在本实用新型的实施例中提供了一种风力涡轮机，包括:转子及电力系统；电力系统包括交流发电机及电子控制器；转子，用于驱动交流发电机以产生交流电力；电子控制器，用于将交流发电机产生的交流电力转换为直流电，并升高直流电的电压，在升压后的直流电输送到负载之前降低电压。
[0005]进一步，转子包括多个叶片；交流发电机为永久磁铁发电机。
[0006]进一步，电子控制器包括涡轮模块和输出模块；涡轮模块靠近交流发电机；输出模块远离交流发电机，接近负载；涡轮模块包括整流器及升压转换器，整流器用于将交流发电机输出的交流电转换为直流电，升压转换器用于对直流电的电压进行升压，并将升压后的直流电传输至输出模块；输出模块包括降压转换器，降压转换器用于降低升压后的直流电的电压，以提供恒定的电压给负载。
[0007]进一步，涡轮模块用于调节提供给输出模块的升压后直流电的瞬时功率；输出模块用于调节提供给负载的降压后直流电最大输出电压。
[0008]进一步，负载是为直流负载，包括电池。
[0009]进一步，电子控制器还用于控制转子的速度和交流发电机的功率。
[0010]进一步，电子控制器，还用于跟踪转子的峰值功率系数，当负载能够利用的功率比交流发电机产生的功率大时驱动转子转动。
[0011]进一步，电子控制器还用于当负载所需电量比交流发电机的发电量小时，控制叶尖速比，使其低于最大发电功率时的叶尖速比。
[0012]本实用新型与现有技术相比，通过设置电子控制器将交流发电机产生的交流电力转换为直流电，并将该直流电升压后进行传输，并在输送到负载前降压以适应负载的需求，最大限度的减小了电能在远距离传输中的损耗。
【附图说明】
[0013]图1示出了本实用新型风力涡轮机安装于一个住宅的侧视图；
[0014]图2示出了本实用新型风力涡轮机电力系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0015]下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0016]参图1及图2所示，图1示出了本实用新型风力涡轮机安装于一个住宅的侧视图；图2示出了本实用新型风力涡轮机电力系统的结构框图。
[0017]如图1所示，风力涡轮机31包括翼型的转子32，转子32通过中心轴33与交流发电机34连接，交流发电机34与安装于混凝土基础36上的基极35连接。风力祸轮机31用于提供电源到直流负载(电池38)。交流发电机34通过传输线39连接到房屋37内的电池
38 ο
[0018]如图1、图2所示，在本实施例中，一种风力涡轮机31，包括:转子32及电力系统；电力系统包括交流发电机34及电子控制器；转子32，用于通过风力驱动交流发电机34以产生交流电力；电子控制器，用于将交流发电机产生的交流电力转换为直流电，并升高该直流电的电压，在升压后的直流电输送到负载之前降低该电压。
[0019]本实施例通过设置电子控制器将交流发电机34产生的交流电力转换为直流电，并将该直流电升压后进行传输，并在输送到负载前降压以适应负载的需求，以最大限度的减小电能在远距离传输中的损耗，从而提供最大的发电量。
[0020]在本实施例中，该转子32包括多个叶片；该交流发电机34为永久磁铁发电机，久磁铁发电机是一种空芯设计，空芯设计可以减少磁铁造成的损失和齿槽转矩。
[0021]在本实施例中，电子控制器包括涡轮模块41和输出模块42 ;涡轮模块41靠近交流发电机34 ;输出模块42远离交流发电机，接近负载(电池38);涡轮模块41包括整流器411及升压转换器412，整流器411用于将交流发电机34输出的交流电转换为直流电，输出直流电流44，直流电流44经升压转换器412升压后可减少输电损耗。升压转换器412用于对直流电的电压进行升压，并将升压后的直流电传输至输出模块42 ;输出模块42包括降压转换器421，降压转换器421用于降低升压后的直流电的电压，以提供恒定的电压给负载。
[0022]在本实施例中，涡轮模块41用于调节提供给输出模块42的升压后直流电的瞬时功率；输出模块42用于调节提供给负载的降压后直流电最大输出电压。
[0023]在本实施例中，负载是为直流负载，包括电池38。
[0024]风力涡轮机具有一个额定功率和相应的额定风速。额定功率是风力涡轮机可产生的最大功率和额定风速是指额定功率达到风的速度。相关技术中的风力涡轮机转子的转速和发电机的功率一般都是固定的，不能根据风速的变化进行调整，这样常会造成发电不足，不能满足负载的需要，或发电过多造成电能浪费或负载过充。
[0025]在本实施例中，电子控制器还用于控制转子32的速度和交流发电机34的功率。通过控制控制转子32的速度和交流发电机34的功率，可以根据风速变化调节运转以最大限度地发电，可有效避免在低风速条件下，无法提供充电电源，以及在大风条件下由于产生多余的电能使负载过充的情况发生。
[0026]在本实施例中，电子控制器，还用于跟踪转子32的峰值功率系数，当负载能够利用的功率比交流发电机34产生的功率大时驱动转子32转动。电子控制器通过跟踪转子32的峰值功率系数，可以在适当的时机启动转子，以随时满足负载的需要。
[0027]在本实施例中，电子控制器还用于当负载所需电量比交流发电机34的发电量小时，控制叶尖速比，使其低于最大发电功率时的叶尖速比。电子控制器通过根据负载所需电量的情况控制叶尖速比，可以有效避免由于发电量过大造成的电能浪费及电池过充。
[0028]在本实施例中，该涡轮模块41通过传输线39与输出模块42连接，输出模块42与电池38通过传输线39连接。传输线39可根据电流类型采用不同的规格型号，以达到降低成本的目的。
[0029]在本实施例中，输出模块42具有不同的浮充电压设置，这样可利用具有不同电压的电池组；同时，输出模块42还可以限制提供给电池38的最大电压，输出模块42可设定最大浮动电压，以对电池充电或驱动直流负载。
[0030]本实施例还提供了一种应用上述风力涡轮机控制能量的方法，包括:
[0031]将转子32置于风中以使其转动；
[0032]转子32旋转以使交流发电机34产生交流电源；
[0033]通过电子控制器将交流发电机34产生交流电源交流电转换为直流电；
[0034]通过所述电子控制器将直流电升压；
[0035]将升压后的直流电送至负载；
[0036]通过所述控制器将经升压的直流电降压到负载所需的电压。
[0037]在本实施例中，该方法还包括电子控制器基于负载的功率需求调节交流发电机34所生成的交流电量。
[0038]在本实施例中，该方法还包括，当交流发电机34所生成的交流电量大于负载的功率需求，转子32的旋转速度增加时，电子控制器控制转子32减速旋转。
[0039]在本实施例中，该方法还包括，调节升压后的直流电，以输出恒定的直流电到负载。
[0040]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种风力涡轮机，其特征在于，包括: 转子及电力系统； 所述电力系统包括交流发电机及电子控制器； 所述转子，用于驱动所述交流发电机以产生交流电力； 所述电子控制器，用于将所述交流发电机产生的交流电力转换为直流电，并升高所述直流电的电压，在升压后的直流电输送到负载之前降低所述电压； 所述电子控制器还用于控制所述转子的速度和所述交流发电机的功率；所述电子控制器，还用于跟踪所述转子的峰值功率系数，当负载能够利用的功率比所述交流发电机产生的功率大时驱动所述转子转动；所述电子控制器还用于当负载所需电量比所述交流发电机的发电量小时，控制叶尖速比，使其低于最大发电功率时的叶尖速比。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述转子包括多个叶片；所述交流发电机为永久磁铁发电机。
3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机，其特征在于，所述电子控制器包括涡轮模块和输出模块；所述涡轮模块靠近所述交流发电机；所述输出模块远离所述交流发电机，接近负载； 所述涡轮模块包括整流器及升压转换器，所述整流器用于将所述交流发电机输出的交流电转换为直流电，所述升压转换器用于对所述直流电的电压进行升压，并将升压后的直流电传输至所述输出模块； 所述输出模块包括降压转换器，所述降压转换器用于降低升压后的直流电的电压，以提供恒定的电压给负载。
4.根据权利要求3所述的风力涡轮机，其特征在于，所述涡轮模块用于调节提供给所述输出模块的升压后直流电的瞬时功率； 所述输出模块用于调节提供给所述负载的降压后直流电最大输出电压。
【专利摘要】本实用新型涉及风力发电领域，具体而言，涉及一种风力涡轮机，包括：转子及电力系统；所述电力系统包括交流发电机及电子控制器；所述转子，用于驱动所述交流发电机以产生交流电力；所述电子控制器，用于将所述交流发电机产生的交流电力转换为直流电，并升高所述直流电的电压，在升压后的直流电输送到负载之前降低所述电压。本实用新型通过设置电子控制器将交流发电机产生的交流电力转换为直流电，并将该直流电升压后进行传输，并在输送到负载前降压以适应负载的需求，最大限度的减小了电能在远距离传输中的损耗。
【IPC分类】F03D9-02, F03D7-00, H02J7-14
【公开号】CN204267224
【申请号】CN201420555845
【发明人】安娜, 段禹舟
【申请人】云南能投能源产业发展研究院, 泸西县云电投风电开发有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年9月25日