可连续运行的风力旋转系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可连续运行的风力旋转系统，由电机、风机装置、电源变换及测控模块、蓄电池、用电设备等组成。电机可以工作于发电机和电动机两种模式，保证在各种风况下，与电机相连的风机装置的旋转部分及其上的用电设备能够连续运转，通过调节风机装置的叶片角度以保证在各种风况下，风机装置能够最大程度地利用风能并减少损耗，同时结合电机调速等方式可以各种风况下，实现用电设备转速恒定，该系统具有整机结构简单、风机效率高等优点。
【专利说明】可连续运行的风力旋转系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可连续运行的风力旋转系统,属于风力发电领域和特种电机领域。
【背景技术】
[0002]某些户外小型用电设备，如小型雷达、驱鸟装置、装饰灯具等，需要电动机以恒定的转速来拖动，保证其作持续且接近匀速的旋转运动，由于在户外，为了充分利用风能并减少机械设备，可以将用电设备与风力旋转发电设备设计成一体，且安装在风机装置的旋转部分上，但是旋转系统通常存在有风运转、无风停转、风大转速快、风小转速慢等现象，导致发电机无法连续运转、发电不稳定，而用电设备一般不允许出现转速时快时慢、甚至停转的现象。目前有采用发电机和电动机组合的方式解决这一问题，两者同轴连接，或者采用离合器连接，机构复杂、成本高、体积大。因此，可以将电机设计成可工作于发电机和电动机两种模式，能够根据控制要求或风况自动进行调节或切换，保证旋转系统可以连续稳定运行。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可连续运行的风力旋转系统，可以保证电机连续运转、安装于旋转部分的用电设备转速恒定、简化整机结构、降低成本和体积、最大程度地利用风能。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:可连续运行的风力旋转系统由电机(I)、风机装置(2)、电源变换及测控模块(3)、蓄电池(4)、用电设备(5)组成。风机装置(2)的旋转部分上装有户外小型用电设备(5)，实现两者同步旋转，风机装置(2)的旋转部分与电机⑴相连，电机⑴可工作于发电机和电动机两种模式，且经电源变换及测控模块⑶与蓄电池⑷相连，用电设备(5)通过电源变换及测控模块(3)供电。
[0005]当风力充足时，电机⑴工作于发电机状态，发出的电能经电源变换及测控模块
(3)送往用电设备(5)，多余的电能储存在蓄电池⑷中，蓄电池⑷处于充电状态；当风力过小或无风时，电机⑴工作于电动机状态，蓄电池⑷处于放电状态，蓄电池⑷储存的能量经电源变换及测控模块(3) —部分为用电设备(5)供电，同时一部分送往电机(1)，驱动电机(I)带动风机装置(2)旋转，从而保证风机装置(2)和用电设备(5)在各种风况下都能保持旋转运动。
[0006]风机装置(2)的叶片角度可调，发电运行时根据控制要求或风况自动调整到最佳角度，以保证发电效果；电动运行时则将角度调平，以尽量减少风阻，降低能量消耗。
[0007]在发电或电动运行情况下，电源变换及测控模块(3)可分别通过调整叶片角度或电机调速等方式控制风机装置(2)的运行速度，并按照使用要求在风力波动或无风情况下维持某一运行速度，实现用电设备(5)作持续且接近匀速的旋转运动。
[0008]与现有技术相比较，本实用新型具有如下优点:风机装置中的电机可工作于发电机和电动机两种模式，可以保证电机连续运转、用电设备转速恒定、简化整机结构、降低成本和体积、最大程度地利用风能。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为可连续运行的风力旋转系统结构示意图。
[0010]图2为发电状态叶片角度示意图。
[0011]图3为电动状态叶片角度示意图。
[0012]图中:1 一电机、2—风机装置、3—电源变换及测控模块、4一蓄电池、5—用电设备
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明:
[0014]在有些应用场合，如小型雷达、装饰灯具等，用电设备(5)即为雷达、灯具本身；在有些应用场合，如驱鸟装置，用电设备(5)可能是超声波换能器或LED强光灯，也可能直接在风机装置(2)的叶片上涂镜面反光涂层，从而不需要用电设备(5)，但无论是否采用用电设备(5)，都必须保证风机装置(2)的旋转部分作持续且接近匀速的旋转运动。因此采用如下【具体实施方式】。
[0015]如图1所示，可连续运行的风力旋转系统由电机(I)、风机装置(2)、电源变换及测控模块(3)、蓄电池(4)、用电设备(5)组成。风机装置(2)的旋转部分与电机⑴的旋转部分相连，电机⑴可工作于发电机和电动机两种模式，且经电源变换及测控模块⑶与蓄电池(4)相连。当风力充足时，电机(I)工作于发电机状态，发出的电能经电源变换及测控模块⑶送往用电设备(5)，多余的电能储存在蓄电池(4)中，蓄电池⑷处于充电状态；当风力过小或无风时，电机⑴工作于电动机状态，蓄电池⑷处于放电状态，蓄电池(4)储存的能量经电源变换及测控模块(3) —部分为用电设备(5)供电，同时一部分送往电机
(1)，驱动电机(I)带动风机装置(2)旋转，从而保证风机装置(2)在各种风况下都能保持旋转运动。蓄电池(4)也可用公共电网替代，即系统工作于发电机状态时发出的多余电能可送往电网，工作于电动机状态时从公共电网取电。
[0016]风机装置⑵的叶片角度可由电源变换及测控模块(3)进行自动调节，发电运行时，如图2所示，根据控制要求或风况，在电源变换及测控模块(3)的作用下，叶片自动调整到吃风角度，以充分利用风能，保证发电效果；电动运行时，如图3所示，在电源变换及测控模块(3)的作用下，叶片角度调平，以尽量减少风阻，降低能量消耗。在发电或电动运行情况下，电源变换及测控模块(3)可分别通过调整叶片角度或电机调速等方式控制风机装置
(2)的运行速度，并按照使用要求在风力波动或无风情况下维持某一运行速度，实现用电设备(5)作持续且接近匀速的旋转运动。
[0017]以上所述仅为本实用新型的较佳实施实例，并不用以限制本实用新型，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。
【权利要求】
1.可连续运行的风力旋转系统，包括电机(I)、风机装置(2)、电源变换及测控模块(3)、蓄电池(4)、用电设备(5)，其特征在于:风机装置(2)的旋转部分与电机(I)相连，电机(I)可工作于发电机和电动机两种模式，且经电源变换及测控模块(3)与蓄电池(4)相连，用电设备(5 )通过电源变换及测控模块(3 )供电。
2.根据权利要求1所述的可连续运行的风力旋转系统，其特征在于:当风力充足时，电机(I)工作于发电机状态，发出的电能经电源变换及测控模块(3)送往用电设备(5)，多余部分由蓄电池(4)储存；当风力过小或无风时，电机(I)工作于电动机状态，蓄电池(4)储存的能量经电源变换及测控模块(3)直接为用电设备(5)供电，同时送往电机(1)，驱动电机(I)带动风机装置(2)旋转，从而保证风机在各种风况下都能保持旋转运动。
3.根据权利要求1所述的可连续运行的风力旋转系统，其特征在于:风机装置(2)的叶片角度可调，发电运行时根据控制要求或风况自动调整到合适角度；电动运行时则将角度调平。
4.根据权利要求1所述的可连续运行的风力旋转系统，其特征在于:在发电或电动运行情况下，电源变换及测控模块(3)可分别通过调整叶片角度或电机调速方式控制风机装置(2)的运行速度，并按照使用要求在风力波动或无风情况下一直维持某一运行速度。
【文档编号】H02K7/18GK204113544SQ201420392149
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】周封, 王晨光, 王丙全, 刘健, 郝婷, 崔博闻, 李伟力, 刘小可, 肖强 申请人:哈尔滨理工大学, 周封