专利名称：一种风量调节式风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电机，具体涉及一种风量调节式风力发电机。
背景技术：
随着世界各国现代化的发展，能源需求越来越多、而能源的供给则越来越紧张，各国政府也都在着手发展新型的能源，希望由传统的能源向绿色能源转变，而风力发电和太阳能发电是一种经济环保的绿色能源，被人们越来越认识和接受，风能是一种干净的、储量极其丰富、零成本的能源，是一种没有污染的清洁能源，正被越来越多的应用于发电，加之各国对环境保护力度的加强，最近几年风力发电得到迅速发展，而风力发电设备也不断出新，世界各国利用风能发电的设备即风力发电机主要有两大类型一是采用垂直轴型风力发电机，即风轮的旋转轴与地面垂直，二是采用水平轴风力发电机，即风轮的旋转轴与风向平行，风轮安装在高铁架上端的水平轴上，水平轴可以随风向转动，但是，风轮对风向的适应能力差，目前的水平轴风力发电机常常受到风力大超出风车最大旋转转速所需要的风量，造成风力发电机不能够正常工作，甚至停机，单机风力发电机输出功率小，单机容量低， 不稳定，发电机的效率受到很大的影响，同时还存在一个普遍的问题，就是在低风速下难以启动，稳定性差的问题都是本行业工程技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低风速下启动、风量大小可调、提高风力发电稳定性和效率的风力发电机。本发明通过以下技术方案实现一种风量可调式风力发电机，包括风车、支承柱、主轴、发电机，风车设置在主轴前端，其中主轴上还设置有风车转向舵，所述风车转向舵为设置在立杆上的鱼脊状转向舵，风车转向舵通过电缆与计算机连接，受计算机控制。本发明所述风量调节式风力发电机，其中所述风车转向舵的鱼脊状结构由舵身段、活动连接段、转向段三段组成，设置在主轴尾部。本发明所述风量调节式风力发电机，其中所述转向舵水平设置在立杆上，所述立杆固定设置在主轴尾部。本发明所述风量调节式风力发电机，其中所述舵身段围绕立杆水平左右摆动，所述舵身段与活动连接段活动铰接，铰接轴为垂直水平面的垂直轴。本发明所述风量调节式风力发电机，其中活动连接段与转向段也是活动铰接，铰接轴为垂直水平面的垂直轴。本发明所述风量调节式风力发电机，其中所述舵身段相对主轴所摆动的方向和角度大小、所述活动连接段相对舵身段摆动的方向和角度大小、所述转向段相对于活动连接段摆动的方向和角度大小均通过计算机计算求出，并及时计算出平衡点，使得风车得到转速达到额定转速的风量。
本发明所述风量调节式风力发电机，其中所述计算机随风力和风量大小不断调整舵身段、活动连接段、转向段的摆动方向和摆动角度的大小直至在一定范围内求得平衡。本发明所述风量调节式风力发电机，其中所述计算机随风力和风量大小不断调整舵身段、活动连接段、转向段的摆动方向和摆动角度的大小直至在一定范围内求得平衡的左右摆动方向和摆动大小由计算机监测、控制和调整，其原理采用倒立摆原理。本发明所述风量调节式风力发电机，其中所述舵身段、活动连接段、转向段8的最大摆动角度为舵身段与活动连接段最大摆动角度45°、活动连接段与转向段最大摆动角度45°，这样舵身段与转向段之间的最大摆动角度为90°。本发明所述风量调节式风力发电机，其中所述主轴上以主轴轴线为对称轴对称设置两个所述风车转向舵。本发明具有如下显著优点1、采用本发明的这种结构后，不管风从哪个方向吹来，风车都可以通过风车转向舵的作用转向，风轮便可沿一个方向旋转，不受风向变化影响，单机输出功率大大提高。2、本发明风力发电机转向结构简单，且低风速下可以启动、受风风量大小可调、风轮对风向的适应能力大大增强，风量调节式风力发电机采用微机监测控制风力平衡问题， 技术可行，风量调节灵敏度高、精度高、安全可靠，是一种提高风力发电稳定性和效率的风力发电机。3、与同等功率的风力发电机相比，本发明提供的风力发电机其制造成本低，实用效率高，更适合风向不定，风力随时变化的地方。4、本发明所涉及的风量调节式风力发电机结构简单、自身故障率低，且智能化程度高，适应范围大，能够满足现代化设备安全保障的需要。
图1 是本发明的一种风量调节式风力发电机的实施例整体结构示意简图；图2 是本发明的另一种风量调节式风力发电机实施例整体结构示意简图。其中风车1，支承柱2，主轴3，立杆4，风车转向舵5，活动连接段6，铰接轴7，转向段8，舵身段9，双立杆10。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本发明的限定。如图1所示，是一种风量调节式风力发电机的结构示意图，在图1中，风量可调式风力发电机，包括风车1、支承柱2、主轴3、发电机，风车1设置在主轴3前端，主轴3上还设置有风车转向舵5，所述风车转向舵5为设置在立杆上4的鱼脊状转向舵，风车转向舵5 通过电缆与计算机连接，受计算机控制。所述风车转向舵5的鱼脊状结构由舵身段9、活动连接段6、转向段8三段组成，设置在主轴3尾部。所述转向舵5水平设置在立杆4上，所述立杆4固定设置在主轴3尾部。所述舵身段9围绕立杆4水平左右摆动，所述舵身段9与活动连接段6活动铰接，铰接轴7为垂直水平面的垂直轴。活动连接段6与转向段8也是活动铰接，铰接轴7为垂直水平面的垂直轴。这样的风车转向舵结构如同飞机转向舵的原理，又有鱼脊般的灵活，结构简单，所述舵身段9相对主轴3所摆动的方向和角度大小、所述活动连接段6相对舵身段9摆动的方向和角度大小、所述转向段8相对于活动连接段6摆动的方向和角度大小均通过计算机计算求出，并及时计算出平衡点，使得风车1得到转速达到额定转速的风量。所述计算机随风力和风量大小不断调整舵身段9、活动连接段6、转向段8的摆动方向和摆动角度的大小直至在一定范围内求得平衡。所述计算机随风力和风量大小不断调整舵身段9、活动连接段6、转向段8的摆动方向和摆动角度的大小直至在一定范围内求得平衡的左右摆动方向和摆动大小由计算机监测、控制和调整，其原理采用倒立摆原理。采用计算机经过复杂的计算，完全可以实现三段式风车转向舵平衡问题的计算。所述舵身段9、活动连接段6、转向段8的最大摆动角度为舵身段9与活动连接段6最大摆动角度45°、活动连接段6与转向段8最大摆动角度 45°，这样舵身段9与转向段8之间的最大摆动角度为90°。例如当风车1受到正面较大的风力吹动的时候，计算机计算出主轴顺时针旋转 20°角度的风力能够满足风力发电机发电的要求，即发出旋转指令给风车转向舵5，风车转向舵5的活动连接段6与转向段8顺时针旋转与主轴夹角20°的角度，风车转向舵5施加给风车一个反向作用力，即施加给主轴一个斜向分力，该斜向分力与风力作用的合力不在主轴上，使主轴逆时针旋转至20°，使得风车逆时针旋转后，风车所受的风力就会改变，逐渐调整风车转向舵的转向夹角，即逐渐减小风车转向舵与主轴的夹角，风车转向舵的转向作用逐渐减小，直至到达平衡点，主轴停止旋转，风的方向就不是正面吹动风车，而是以一个20 °夹角吹拂风车，风力和风量就大大减弱，实现了风量调节。再例如当风车1受到侧面的风力吹动的时候，显示出风力不足，计算机计算出主轴顺时针旋转20°角度的风力能够满足风力发电机发电的要求，即发出旋转指令给风车转向舵5，风车转向舵5的活动连接段6、转向段8就会相对舵身段9旋转与主轴3夹角20° 的角度并逐渐减小风车转向舵5与主轴的夹角，这样使得风车转向舵5的旋转施加给主轴3 一个分力使主轴旋转至20°，风车1所受的风力就会改变，风的方向就是正面吹动风车1， 风力和风量就增强了，满足了风力发电机发电风力的要求，实现了风量调节。所述主轴3上以主轴3轴线为对称轴对称设置两个所述风车转向舵5。当然，风车转向舵也可以是两段式，即仅有舵身段9和转向段8，取消活动连接段6，也能够完成所需完成的任务，达到发明的目的，而三段则能够承受更大的风力。如图2所示是本发明的另一种风量调节式风力发电机实施例整体结构示意简图。 在本实施例中，风车1、支承柱2、主轴3、发电机(图中未示出)，风车1设置在主轴3前端， 主轴3上还设置有两个风车转向舵5，所述风车转向舵5为设置在双立杆10上的鱼脊状转向舵，风车转向舵5通过电缆与计算机连接，受计算机控制。所述风车转向舵5的鱼脊状结构由舵身段9、活动连接段6、转向段8三段组成，设置在主轴3尾部。主轴3上所设置在双立杆10上的两个风车转向舵5，每个风车转向舵5均是由舵身段9、活动连接段6、转向段8三段组成，设置在主轴3尾部。所述风车转向舵5设置在主轴3尾部，为在水平方向摆动的风车转向舵5，风车转向舵5通过电缆与计算机连接，受计算机控制。风车转向舵5主要是起到调整风车1受风风向的，风车转向舵5在水平摆动的方向通过计算机计算确定。所述主轴3上以主轴3轴线为对称轴对称设置两个所述风车转向舵5，目的是使风车转向更加快捷。
权利要求
1.一种风量调节式风力发电机，包括风车(1)、支承柱O)、主轴(3)、发电机，风车 (1)设置在主轴C3)前端部位，其特征在于主轴C3)上还设置有风车转向舵(5)，所述风车转向舵( 为设置在立杆上(4)的鱼脊状转向舵，风车转向舵( 通过电缆与计算机连接， 受计算机控制。
2.根据权利要求1所述的风量调节式风力发电机，其特征在于所述风车转向舵(5) 的鱼脊状结构由舵身段(9)、活动连接段(6)、转向段⑶三段组成，设置在主轴(3)尾部。
3.根据权利要求2所述的风量调节式风力发电机，其特征在于所述转向舵( 水平设置在立杆(4)上，所述立杆固定设置在主轴( 尾部。
4.根据权利要求3所述的风量调节式风力发电机，其特征在于所述舵身段(9)围绕立杆(4)水平左右摆动，所述舵身段(9)与活动连接段(6)活动铰接，铰接轴(7)为垂直水平面的垂直轴。
5.根据权利要求4所述的风量调节式风力发电机，其特征在于活动连接段(6)与转向段(8)也是活动铰接，铰接轴(7)为垂直水平面的垂直轴。
6.根据权利要求5所述的风量调节式风力发电机，其特征在于所述舵身段(9)相对主轴C3)所摆动的方向和角度大小、所述活动连接段(6)相对舵身段(9)摆动的方向和角度大小、所述转向段(8)相对于活动连接段(6)摆动的方向和角度大小均通过计算机计算求出，并及时计算出平衡点，使得风车(1)于活动连接段(6)摆动的方向和角度大小均通过计算机计算求出，并及时计算出平衡点，使得风车(1)得到转速达到额定转速的风量。
7.根据权利要求6所述的风量调节式风力发电机，其特征在于所述计算机随风力和风量大小不断调整舵身段(9)、活动连接段(6)、转向段(8)的摆动方向和摆动角度的大小直至在一定范围内求得平衡。
8.根据权利要求7所述的风量调节式风力发电机，其特征在于所述计算机随风力和风量大小不断调整舵身段(9)、活动连接段(6)、转向段(8)的摆动方向和摆动角度的大小直至在一定范围内求得平衡的左右摆动方向和摆动大小由计算机监测、控制和调整，其原理采用倒立摆原理。
9.根据权利要求8所述的风量调节式风力发电机，其特征在于所述舵身段(9)、活动连接段(6)、转向段(8)的最大摆动角度为舵身段(9)与活动连接段(6)最大的摆动角度 45°、活动连接段(6)与转向段⑶最大的摆动角度45°，这样舵身段(9)与转向段⑶之间的最大摆动角度为90°。
10.根据权利要求9所述的风量调节式风力发电机，其特征在于所述主轴C3)上以主轴C3)轴线为对称轴对称设置两个所述风车转向舵(5)。
全文摘要
本发明涉及一种风力发电机，具体涉及一种风量调节式风力发电机，提供一种低风速下启动、风量大小可调、提高风力发电稳定性和效率的风力发电机，包括风车、支承柱、主轴、发电机，风车设置在主轴前端，主轴上有风车转向舵，风车转向舵为设置在立杆上的鱼脊状转向舵，风车转向舵通过电缆与计算机连接，受计算机控制，采用本发明的这种结构后，不管风从哪个方向吹来，风车都可以通过风车转向舵的作用转向，风轮便可沿一个方向旋转，不受风向变化影响，单机输出功率大大提高，风力发电机转向结构简单，受风风量大小可调、风轮对风向适应能力增强，采用微机监测控制风力平衡技术可行，风量调节灵敏度高、精度高、安全可靠，提高风力发电稳定性和效率。
文档编号F03D7/04GK102465837SQ201010533330
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者谭湘君 申请人:广东天富电气有限公司