一种风力发电装置及其系统的制作方法

1.本发明涉及风力发电的技术领域，尤其涉及一种风力发电装置及其系统。

背景技术：

2.垂直轴风力发电机，是一种将风能转变为机械能，再转变为电能的低转速风力发电机。利用风力发电，向蓄电池充电蓄存电能。它普遍适用于风能条件好，远离电网，或电网不正常的地区，供给照明、电视机、探照灯、放像、通讯设备和电动工具用电。具有较多显著特点：1.安全性。采用了垂直叶片和三角形双支点设计，并且主要受力点集中于轮毂，因此叶片脱落、断裂和叶片飞出等问题得到了较好的解决；2.噪音。采用了水平面旋转以及叶片应用飞机机翼原理设计，使得噪音降低到在自然环境下测量不到的程度；3.抗风能力。水平旋转和三角形双支点设计原理，使得它受风压力小，可以抵抗每秒45米的超强台风；4.回转半径。由于其设计结构和运转原理的不同，比其他形式风力发电具有更小的回转半径，节省了空间，同时提高了效率；5.发电曲线特性。启动风速低于其他形式的风力发电机，发电功率的上升幅度较平缓，因此在5～ 8米风速范围内，它的发电量较其他类型的风力发电机高10％～30％；6.利用风速范围。采用了特殊的控制原理，使它的适合运行风速范围扩大到2.5～25m/s，在最大限度利用风力资源的同时获得了更大的发电总量，提高了风电设备使用的经济性。
3.制动保护是风力发电机的一项重要的保护内容，由于风力的不稳定性和不可预料性，风力发电机的构成部分中必须包括能够使风力发电机在大风情况下防止飞车的装置，而且如果急速刹车的话会对发电机轴造成损坏，会减少发动机的使用寿命。为解决此问题，在大型风力发电机中普遍采用的是变桨机构来实现缓速、制动。但由于体型和性价比的限制，中小型风机无法采用变桨机构实现上述功能。
4.因此提出一种控制系统能够对风机进行实时控制，系统内对空间不同高度处的风力状态进行分析，控制风机垂直高度，使其发电效率最大化，同时停机时通过电磁力对发电机轴进行缓速制动，保护机轴。

技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述现有风力发电装置及其系统存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明目的是提供一种风力发电装置及其系统，其能够对风机进行实时控制。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种风力发电系统包括，总控组件，包括发电模块与所述发电模块连接的控制模块；监测组件，与所述控制总控组件连接，包括和所述发电模块连接的电力传感器、转速传感器、振动传感器、风速传感器；以及，调压
模块，与所述发电模块连接。
9.作为本发明所述风力发电装置及其系统的一种优选方案，其中：所述发电模块通过发电机轴转动将风力转换为电力。
10.作为本发明所述风力发电装置及其系统的一种优选方案，其中：所述控制模块控制发电模块所处高度，并控制发电模块停机或运行。
11.作为本发明所述风力发电装置及其系统的一种优选方案，其中：所述电力传感器检测发电模块中电流状态，所述转速传感器、振动传感器、风速传感器检测空间内不同高度风力大小。
12.作为本发明所述风力发电装置及其系统的一种优选方案，其中：所述调压模块采用一体化三相调压模块，改变系统内电压等级。
13.作为本发明所述风力发电装置及其系统的一种优选方案，其中：包括升降组件，包伸缩杆、设置于所述伸缩杆上的传动件、与所述传动件连接的带动件；控制组件，设置于发电机轴上，包括套接于转动轴上的套筒、套接于所述套筒外的感应环、套接于所述感应环外的电磁线圈。
14.作为本发明所述风力发电装置及其系统的一种优选方案，其中：所述伸缩杆上开设有凹槽；所述传动件包括电机、设置于所述电机输出轴上第一齿轮，所述电机通过控制模块开启或关闭。
15.作为本发明所述风力发电装置及其系统的一种优选方案，其中：所述带动件包括传动杆、设置于所述传动杆上的第二齿轮和第三齿轮，所述传动杆设置于伸缩杆内且转动设置，第二齿轮与第一齿轮相啮合，所述第三齿轮与所述凹槽相啮合。
16.作为本发明所述风力发电装置及其系统的一种优选方案，其中：所述套筒底部对称开设有开口，发电机轴上对称设置有横轴，所述横轴与所述开口相抵。
17.作为本发明所述风力发电装置及其系统的一种优选方案，其中：所述感应环套接于风力发电机垂直转动轴上，且其与所述套筒相抵，所述电磁线圈设置于所述感应环外，且其不与所述感应环接触，所述感应环顶部还设置有挡板和弹簧，所述弹簧设置于所述挡板和感应环之间，所述电磁线圈通过所述控制模块控制通电。
18.本发明的有益效果：
19.本发明中的风力发电装置及其系统能够对风机进行实时控制，系统内对空间不同高度处的风力状态进行分析，控制风机垂直高度，使其发电效率最大化，同时停机时通过电磁力对发电机轴进行缓速制动，保护机轴。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
21.图1为本发明风力发电系统的整体结构示意图。
22.图2为本发明风力发电装置的整体结构示意图。
23.图3为本发明风力发电装置的升降组件示意图。
24.图4为本发明风力发电装置的升降组件剖视图。
25.图5为本发明风力发电装置的控制组件示意图。
26.图6为本发明风力发电装置的控制组件剖视图。
具体实施方式
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
29.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
30.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
31.实施例1
32.参照图1，为本发明第一个实施例，提供了一种风力发电装置及其系统，此系统包括总控组件100，包括发电模块101与所述发电模块101连接的控制模块102；监测组件200，与所述控制总控组件100连接，包括和所述发电模块 101连接的电力传感器201、转速传感器202、振动传感器203、风速传感器204；以及，调压模块300，与所述发电模块101连接。所述发电模块101通过发电机轴转动将风力转换为电力。所述控制模块102控制发电模块101所处高度，并控制发电模块101停机或运行。所述电力传感器201检测发电模块101中电流状态，所述转速传感器202、振动传感器203、风速传感器204检测空间内不同高度风力大小。所述调压模块300采用一体化三相调压模块，改变系统内电压等级。
33.其中，总控组件100控制装置发电与升降，监测组件200对空间内不同位置的风力状态进行监测，调压模块300对系统内电压等级进行调整；发电模块 101将风力转换为电力，控制模块102控制风机升降与缓速制动；转速传感器 202、振动传感器203、风速传感器204检测空间内不同高度风力大小，系统对以上数据进行分析得出发电效率最高的位置，通过控制模块102移动风机；调压模块300采用一体化三相调压模块，改变系统内电压等级。
34.实施例2
35.参照图2～6，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：风力发电装置包括升降组件400，包伸缩杆401、设置于所述伸缩杆401 上的传动件402、与所述传动件402连接的带动件403；控制组件500，设置于发电机轴上，包括套接于转动轴上的套筒501、套接于所述套筒501外的感应环502、套接于所述感应环502外的电磁线圈503。所述伸缩杆401上开设有凹槽401a；所述传动件402包括电机402a、设置于所述电机402a输出轴上第一齿轮402b，所述电机402a通过控制模块102开启或关闭。所述带动件403包括传动杆403a、设置于所述传动杆403a上的第二齿轮403b和第三齿轮403c，所述传动杆403a设置于伸缩杆401内且转动设置，第二齿轮403b与第一齿轮 402b相啮合，所述第三齿轮403c与所
述凹槽401a相啮合。所述套筒501底部对称开设有开口501a，发电机轴上对称设置有横轴501b，所述横轴501b与所述开口501a相抵。所述感应环502套接于风力发电机垂直转动轴上，且其与所述套筒501相抵，所述电磁线圈503设置于所述感应环502外，且其不与所述感应环502接触，所述感应环502顶部还设置有挡板502a和弹簧502b，所述弹簧502b设置于所述挡板502a和感应环502之间，所述电磁线圈503通过所述控制模块102控制通电。
36.相较于实施例1，进一步的，升降组件400能够改变风机发电装置的垂直高度，使其进入最佳受力点，提高发电效率，控制组件500对发电机轴进行缓速制动，保护风机；伸缩杆401伸缩改变风电垂直高度，传动件402提供转动力，通过传动件402上电机402a转动使带动件403转动，带动件403与伸缩杆 401相啮合，带动件403转动能够带动伸缩杆401上下移动。套筒501套接在发电机轴上，发电机轴转动时会提高套筒501垂直高度，使其上移，套筒501 上移抬起感应环502，使感应环502进入电磁线圈503内，在发电时控制模块 102使电磁线圈503不通电，不产生磁场，需要停机时控制模块102将电磁线圈503通电，电磁线圈503产生磁场，通过磁力对感应环502进行制动缓速，感应环502设置在发电机轴上仅能改变垂直高度，无法进行水平转动。
37.使用过程中，启动电机402a，第一齿轮402b转动带动第二齿轮403b旋转，转动杆403a开始转动带动第三齿轮403c，第三齿轮403c与凹槽401a啮合，抬起伸缩杆401；控制模块102关闭电机402a，电机402a输出轴停止转动，升降组件400停止移动，降低高度只需反转启动电机402a。
38.套筒501套接在发电机轴上，并与感应环502相抵，用于推动感应环502，使感应环502进入电磁线圈503产生阻力使其带动发电机轴缓速停止，对发电机轴进行制动；弹簧502b与挡板502a能够配合对感应环502进行复位。
39.套筒501底部对称开设有开口501a，横轴501b与开口501a卡合，发电机轴转动时，横轴501b不断推动套筒501，使其向上移动，带动感应环502上移，当发电机组发电时控制模块102使电磁线圈503不通电，不产生磁场，制动时控制模块102对电磁线圈503通电，使其产生磁场，对感应环502进行制动，通过电磁力改变发电机轴转速，降速更加平缓，保护风机。
40.其余结构与实施例1的结构相同。
41.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
42.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特
征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
43.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
44.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种风力发电系统，其特征在于：包括，总控组件(100)，包括发电模块(101)与所述发电模块(101)连接的控制模块(102)；监测组件(200)，与所述控制总控组件(100)连接，包括和所述发电模块(101)连接的电力传感器(201)、转速传感器(202)、振动传感器(203)、风速传感器(204)；以及，调压模块(300)，与所述发电模块(101)连接。2.如权利要求1所述的风力发电装置及其系统，其特征在于：所述发电模块(101)通过发电机轴转动将风力转换为电力。3.如权利要求2所述的风力发电装置及其系统，其特征在于：所述控制模块(102)控制发电模块(101)所处高度，并控制发电模块(101)停机或运行。4.如权利要求3所述的风力发电装置及其系统，其特征在于：所述电力传感器(201)检测发电模块(101)中电流状态，所述转速传感器(202)、振动传感器(203)、风速传感器(204)检测空间内不同高度风力大小。5.如权利要求4所述的风力发电装置及其系统，其特征在于：所述调压模块(300)采用一体化三相调压模块，改变系统内电压等级。6.一种采用如权利要求1～5所述的风力发电系统的风力发电装置，其特征在于：包括，升降组件(400)，包伸缩杆(401)、设置于所述伸缩杆(401)上的传动件(402)、与所述传动件(402)连接的带动件(403)；控制组件(500)，设置于发电机轴上，包括套接于转动轴上的套筒(501)、套接于所述套筒(501)外的感应环(502)、套接于所述感应环(502)外的电磁线圈(503)。7.如权利要求6所述的风力发电装置及其系统，其特征在于：所述伸缩杆(401)上开设有凹槽(401a)；所述传动件(402)包括电机(402a)、设置于所述电机(402a)输出轴上第一齿轮(402b)，所述电机(402a)通过控制模块(102)开启或关闭。8.如权利要求7所述的风力发电装置及其系统，其特征在于：所述带动件(403)包括传动杆(403a)、设置于所述传动杆(403a)上的第二齿轮(403b)和第三齿轮(403c)，所述传动杆(403a)设置于伸缩杆(401)内且转动设置，第二齿轮(403b)与第一齿轮(402b)相啮合，所述第三齿轮(403c)与所述凹槽(401a)相啮合。9.如权利要求8所述的风力发电装置及其系统，其特征在于：所述套筒(501)底部对称开设有开口(501a)，发电机轴上对称设置有横轴(501b)，所述横轴(501b)与所述开口(501a)相抵。10.如权利要求9所述的风力发电装置及其系统，其特征在于：所述感应环(502)套接于风力发电机垂直转动轴上，且其与所述套筒(501)相抵，所述电磁线圈(503)设置于所述感应环(502)外，且其不与所述感应环(502)接触，所述感应环(502)顶部还设置有挡板(502a)和弹簧(502b)，所述弹簧(502b)设置于所述挡板(502a)和感应环(502)之间，所述电磁线圈(503)通过所述控制模块(102)控制通电。

技术总结

本发明公开了一种风力发电装置及系统，包括总控组件，包括发电模块与发电模块连接的控制模块；监测组件，与控制总控组件连接，包括和发电模块连接的电力传感器、转速传感器、振动传感器、风速传感器；以及，调压模块，与发电模块连接；升降组件，包伸缩杆、设置于伸缩杆上的传动件、与传动件连接的带动件；控制组件，设置于发电机轴上，包括套接于转动轴上的套筒、套接于套筒外的感应环、套接于感应环外的电磁线圈；本发明中的风力发电装置及其系统能够对风机进行实时控制，系统内对空间不同高度处的风力状态进行分析，控制风机垂直高度，使其发电效率最大化，同时停机时通过电磁力对发电机轴进行缓速制动，保护机轴。保护机轴。保护机轴。