风力发电叶轮及使用该叶轮的风力发电机的金沙现金网平台

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风力发电叶轮及使用该叶轮的风力发电机的制造方法与工艺

本实用新型涉及风力发电技术领域,尤其是涉及一种风力发电叶轮及使用该叶轮的风力发电机。



背景技术:

风能作为一种清洁的可再生能源,在过去的十年中由于能源、环境、气候问题得到了迅速的发展。显然,风能的清洁性、可再生性及其大规模应用技术的日益成熟,使风力发电日益成为新能源领域中除核能外,技术最成熟、最具开发条件和最有发展前景的发电方式。

但是,现有的风力发电机由于其启动风速有具体要求,因此当风速小于最小启动风速时,风力发电机便不能启动,这限制了风力发电机的可发电风速范围,使得风能利用率较低。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种风力发电叶轮及使用该叶轮的风力发电机,以解决现有技术中存在的当风速小于最小启动风速时,风力发电机便不能启动,限制了风力发电机的可发电风速范围,使得风能利用率较低的技术问题。

本实用新型提供了一种风力发电叶轮,包括风电叶片、轮轴及叶片旋转辅助装置,所述风电叶片固定于所述轮轴上;所述风电叶片的数量为多个,且多个所述风电叶片沿所述轮轴的周向均匀布设;所述风电叶片为中空结构,且所述叶片旋转辅助装置设置于所述风电叶片的空腔内;所述叶片旋转辅助装置包括配重块和电驱动装置,所述电驱动装置用于使所述配重块沿着所述风电叶片的长度方向移动。

进一步地,所述电驱动装置包括第一电磁铁、第二电磁铁及第一导向机构;所述第一导向机构的导向方向与所述风电叶片的长度方向相一致,且所述第一导向机构用于使所述配重块的移动方向与所述风电叶片的长度方向相一致;所述第一电磁铁和所述第二电磁铁分别设置于所述第一导向机构的两端,所述配重块位于所述第一电磁铁与所述第二电磁铁之间,用于使所述配重块能够被所述第一电磁铁吸引,或使所述配重块能够被所述第二电磁铁吸引。

进一步地,所述电驱动装置为传送带输送装置,所述配重块固定安装于所述传送带输送装置的传送带上。

进一步地,所述轮轴上套设有导电滑环;所述导电滑环与所述电驱动装置电连接。

进一步地,还包括定位板,所述定位板套设于所述轮轴上,且所述定位板用于风力发电机的机架固定连接;

所述定位板上设置有多个光电传感器;多个所述光电传感器呈圆周设置。

进一步地,所述光电传感器的数量为4个,其中2个所述光电传感器分别设置于所述圆周的最高点及所述圆周的最低点,另外2个所述光电传感器分别设置于所述圆周的两个设定等高点,其中,所述圆周的最高点、所述圆周的最低点及所述两个设定等高点为所述圆周四等分点。

进一步地,所述风电叶片为带有叶尖小翼的风力机叶片;所述配重块的材质为镍、钴或铁。

进一步地,所述第一导向机构为导管,且所述配重块安装于所述导管中;

或,所述第一导向机构为导杆,所述配重块套设于所述导杆上;

或,所述第一导向机构包括两个平行间隔设置的导轨,所述配重块通过卡合件滑动设置于两个所述导轨上。

本实用新型还提供了一种风力发电机,包括所述的风力发电叶轮。

进一步地,还包括发电机,所述轮轴与所述发电机的转轴连接。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:

本实用新型提供的风力发电叶轮,包括风电叶片、轮轴及叶片旋转辅助装置,风电叶片固定于轮轴上;风电叶片的数量为多个,且多个风电叶片沿轮轴的周向均匀布设;风电叶片为中空结构,且叶片旋转辅助装置设置于风电叶片的空腔内;叶片旋转辅助装置包括配重块和电驱动装置,电驱动装置用于使配重块沿着风电叶片的长度方向移动。当实时风速小于风力发电叶片的最小启动风速时,通过电驱动装置使配重块沿风电叶片的长度方向移动,以改变风电叶片的重心位置,打破风电叶片的力矩平衡状态,从而使风电叶片能够发生转动,进而使得能够在风速较小时也能使风力发电机启动,扩大了风力发电机的可以发电风速范围,提高了风能利用率;而风电叶片采用中空结构,并且将叶片旋转辅助装置安装于风电叶片的空腔内,可以减小风对叶片旋转辅助装置的影响。

本实用新型还提供的风力发电机,包括所述的风力发电叶轮。基于上述分析可知,本实用新型提供的风力发电机能够在风速较小时也能使风力发电机启动,扩大了风力发电机的可以发电风速范围,提高了风能利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的风力发电机叶轮的风电叶片的局部结构示意图;

图2为本实用新型实施例一提供的风力发电机叶轮安装于机架上的结构示意图;

图3为本实用新型实施例一中定位板的结构示意图;

图4为本实用新型实施例二提供的风力发电机叶轮的风电叶片的局部结构示意图;

图5为本实用新型实施例二提供的风力发电机叶轮安装于机架上的结构示意图。

图中:

101-风电叶片;102-轮轴;103-第一电磁铁;104-第二电磁铁;105-配重块;106-导杆;107-定位板;108-第一光电传感器;109-第二光电传感器;110-第三光电传感器;111-第四光电传感器;112-传送带;113-机架;114-第一同步轮;115-第二同步轮.

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1至图3所示,本实用新型实施例一提供了一种风力发电叶轮,包括风电叶片101、轮轴102及叶片旋转辅助装置,风电叶片101固定于轮轴102上;风电叶片101的数量为多个,且多个风电叶片101沿轮轴102的周向均匀布设具体而言,风电叶片101的数量为4个,轮轴102上的4个风电叶片101中,相邻两个风电叶片101之间的圆心角相同。风电叶片101为中空结构,且叶片旋转辅助装置设置于风电叶片101的空腔内;叶片旋转辅助装置包括配重块105和电驱动装置,电驱动装置用于使配重块105沿着风电叶片101的长度方向移动,也就是说,电驱动装置能使配重块105向风电叶片101的叶根移动,也能使配重块105向风电叶片101的叶尖。

该实施例一提供的风力发电叶轮,在当实时风速小于风力发电叶片的最小启动风速时,通过电驱动装置使配重块105沿风电叶片101的长度方向移动,以改变风电叶片101的重心位置,打破风电叶片101的力矩平衡状态,从而使风电叶片101能够发生转动,进而使得能够在风速较小时也能使风力发电机启动,扩大了风力发电机的可以发电风速范围,提高了风能利用率;而风电叶片101采用中空结构,并且将叶片旋转辅助装置安装于风电叶片101的空腔内,可以减小风对叶片旋转辅助装置的影响。需要说明的是,该实施例中,虽然叶片旋转辅助装置消耗了电能,但是叶片旋转辅助装置消耗的电能,要小于风力发电叶轮带动发电机的转轴转动后,发电机产生的电能。而该叶片旋转辅助装置的目的是为了使实时风速小于风力发电叶片的最小启动风速时,使风力发电叶片转动,也就是说,该实施例提供的风力发电叶轮具有一定的实用性能。

该实施例中,电驱动装置包括第一电磁铁103、第二电磁铁104及第一导向机构;第一导向机构的导向方向与风电叶片101的长度方向相一致,且第一导向机构用于使配重块105的移动方向与风电叶片101的长度方向相一致,也就是说,配重块105在第一导向机构的作用下运动后,配重块105的运动方向与风电叶片101的长度方向相平行,这样便于改变风电叶片101的重心位置;第一电磁铁103和第二电磁铁104分别设置于第一导向机构的两端,配重块105位于第一电磁铁103与第二电磁铁104之间,用于使配重块105能够被第一电磁铁103吸引,或使配重块105能够被第二电磁铁104吸引。第一电磁铁103靠近风电叶片101的叶根,且第二电磁铁104远离风电叶片101的叶根。

具体而言,配重块105设在第一电磁铁103和第二电磁铁104之间后,当第一电磁铁103通电,第二电磁铁104断开时,配重块105便在第一导向机构的作用下向第一电磁铁103所在的方向运动;当第二电磁铁104通电,第一电磁铁103断开时,配重块105便在第一导向机构的作用下向第二电磁铁104所在的方向运动。需要说明的是,该实施例中,还可以根据需要,使第一导向机构的导向方向与风电叶片101的长度方向呈夹角设置,也就是说,使第一导向机构的导向方向与风电叶片101的长度方向具有一定的夹角,配重块105沿第一导向机构的导向方向移动。

该实施例可选的方案中,第一导向机构为导管,且配重块105安装于导管中;

或,第一导向机构为导杆106,配重块105套设于导杆106上;

或,第一导向机构包括两个平行间隔设置的导轨,配重块105通过卡合件滑动设置于两个导轨上,具体而言,卡合件为滑块,配重块105为滑块固定连接,滑块卡合于导轨上。

具体而言,该实施例中,第一导向机构为导杆106。

该实施例中可选的方案中,轮轴102上套设有导电滑环;导电滑环与电驱动装置电连接。导电滑环的转子与轮轴102固定连接,导电滑环的定子与风力发电机的机架113固定连接。通过电驱动装置通过导电滑环与电源连接。电源可以为市电,也可以为其它发电机供电。

该实施例可选的方案中,风力发电叶轮还包括定位板107,定位板107套设于轮轴102上,且定位板107用于风力发电机的机架113固定连接;定位板107上设置有多个光电传感器;多个光电传感器呈圆周设置;定位板107的板面与风力发电叶轮的旋转平面平行。叶片旋转辅助装置还包括MCU控制器;光电传感器与MCU控制器电连接;第一电磁铁103、第二电磁铁104分别与MCU控制器电连接。光电传感器用于检测风电叶片是否转动到光电传感器所在的位置,以使第一电磁铁通电或断电,或使第二电磁铁通电或断电。

进一步地,光电传感器的数量为4个,其中2个光电传感器分别设置于圆周的最高点及圆周的最低点,另外2个光电传感器分别设置于圆周的两个设定等高点,其中,圆周的最高点、圆周的最低点及两个设定等高点为圆周四等分点,也就是说,圆周的最高点、圆周的最低点及两个设定等高点将该圆周四等分。

参见图3所示,为了便了区分定位板107上的的4个光电传感器,分别称为:第一光电传感器108、第二光电传感器109、第三光电传感器110及第四光电传感器111;第一光电传感器108位于该圆周的最高点,第二光电传感器109位于该圆周右侧的设定等高点,第三光电传感器110位于该圆周的最低点,第四光电传感器111位于该圆周左侧的设定等高点。

以风力发电叶轮的其中一个风电叶片101随轮轴102一起转动时的情况为例来具体阐述该风电叶片101上的叶片旋转辅助装置的工作原理,且其它三个风电叶片101上的叶片旋转辅助装置的工作原理与其相同,不再赘述:参见图2和图3所示,该实施例中,风力发电叶轮的旋转为顺时针方向,当风电叶片101在第一光电传感器108的位置时,第一光电传感器108向MCU控制器发送到位信息,MCU控制器便使第二电磁铁104通电,此时第一电磁铁103处于断电状态,因此MCU不使第一电磁铁103运作,而在风电叶片101由第一光电传感器108的位置向第二光电传感器109的位置转动的四分之一圆周过程中,配重块105在第二电磁铁104的作用下,向第二电磁铁104运动,也就是说,向风电叶片101的叶尖所在的方向移动;而当风电叶片101转动到第二光电传感器109的位置时,第二光电传感器109向MCU控制器发送到位信息,MCU控制器便使第二电磁铁104断电,第一电磁铁103仍处于断电状态;风电叶片101继续旋转,由第二光电传感器109的位置转动第三光电传感器110的位置时,第三光电传感器110向MCU控制器发送到位信息,MCU控制器便使第一电磁铁103通电,而第二电磁铁104仍处于断电状态,因此,此时MCU控制器不使第二电磁铁104动作;当风电叶片101由第三光电传感器110的位置向第四光电传感器111的位置转动过程中,配重块105在第一电磁铁103作用下,向第一电磁铁103所在的方向运动,也就是说,向风电叶片101的叶根所在的方向移动;风电叶片101转动到第四光电传感器111的位置时,第四光电传感器111向MCU控制器发送到位信息,MCU控制器便使第一电磁铁103断电,而第二电磁铁104仍保持断电状态;风电叶片101继续旋转,并且转动到第一光电传感器108的位置,从而完成一个循环;而在这个循环中,配重块105在叶片旋转辅助装置的作用下,不断改变在风电叶片101中的位置,从而改变了风电叶片101的力矩,实现风电叶片101在风速较小的情况下也能转动。需要说明的是,在该过程中,风电叶片由第一光电传感器位置向第二光电传感器位置转动的过程中,配重块通在电驱动装置的作用下向风电叶片的叶尖所在的方向移动;风电叶片由第二光电传感器位置向第三光电传感器位置转动的过程中,配重块仅通过自身重力运动或不运动;风电叶片由第三光电传感器位置向第四光电传感器位置转动的过程中,配重块通在电驱动装置的作用下向风电叶片的叶根所在的方向移动;风电叶片由第四光电传感器位置向第一光电传感器位置转动的过程中,配重块仅通过自身重力运动或不运动。

该实施例可选的方案中,光电传感器为反光板光电传感器。配重块105的材质为镍、钴或铁。

需要说明的是,该实施例中,风电叶片101为带有叶尖小翼的风力机叶片。

实施例二

参见图4和图5所示,本实用新型实施例二提供了一种风力发电叶轮,包括风电叶片101、轮轴102及叶片旋转辅助装置,风电叶片101固定于轮轴102上;风电叶片101的数量为多个,且多个风电叶片101沿轮轴102的周向均匀布设具体而言,风电叶片101的数量为4个,轮轴102上的4个风电叶片101中,相邻两个风电叶片101之间的圆心角相同。风电叶片101为中空结构,且叶片旋转辅助装置设置于风电叶片101的空腔内;叶片旋转辅助装置包括配重块105和电驱动装置,电驱动装置用于使配重块105沿着风电叶片101的长度方向移动,也就是说,电驱动装置能使配重块105向风电叶片101的叶根移动,也能使配重块105向风电叶片101的叶尖。

该实施例二提供的风力发电叶轮,在当实时风速小于风力发电叶片的最小启动风速时,通过电驱动装置使配重块105沿风电叶片101的长度方向移动,以改变风电叶片101的重心位置,打破风电叶片101的力矩平衡状态,从而使风电叶片101能够发生转动,进而使得能够在风速较小时也能使风力发电机启动,扩大了风力发电机的可以发电风速范围,提高了风能利用率;而风电叶片101采用中空结构,并且将叶片旋转辅助装置安装于风电叶片101的空腔内,可以减小风对叶片旋转辅助装置的影响。需要说明的是,该实施例中,虽然叶片旋转辅助装置消耗了电能,但是叶片旋转辅助装置消耗的电能,要小于风力发电叶轮带动发电机的转轴转动后,发电机产生的电能。而该叶片旋转辅助装置的目的是为了使实时风速小于风力发电叶片的最小启动风速时,使风力发电叶片转动,也就是说,该实施例提供的风力发电叶轮具有一定的实用性能。

该实施例可选的方案中,电驱动装置为传送带输送装置,配重块105固定安装于传送带输送装置的传送带112上。当实时风速小于风力发电叶片的最小启动风速时,通过传送带输送装置使配重块105持续运动,配重块105便能不断改变在风电叶片101中的位置,从而改变了风电叶片101的力矩,实现风电叶片101在风速较小的情况下也能转动。传送带输送装置的电机带动传送带112转动。叶片旋转辅助装置还包括MCU控制器,MCU控制器与传送带输送装置电连接,MCU控制器能够使传送带的转速与风电叶片的转速保持同步。传送带输送装置的电机为伺服电机。

该实施例中可选的方案中,轮轴102上套设有导电滑环;导电滑环与电驱动装置电连接。导电滑环的转子与轮轴102固定连接,导电滑环的定子与风力发电机的机架113固定连接。通过电驱动装置通过导电滑环与电源连接。电源可以为市电,也可以为其它发电机供电。配重块105的材质为镍、钴或铁。传送带输送装置通过两个相对设置的同步轮使传送带转动,也就是说,两个同步轮通过传送带实现联动。两个同步轮,分别为第一同步轮114、第二同步轮115,第一同步轮靠近风电叶片的叶根,第二同步轮远离风电叶片的叶根。传送带输送装置的电机电机轴与第一同步轮固定连接,也就是说,第一同步轮为主动轮,第二同步轮是从动轮。

需要说明的是,该实施例中,风电叶片101为带有叶尖小翼的风力机叶片。

还需要说明的是,该实施例中的传送带输送装置也可以配重块的运动情况与实施例一中所述的配重块在风电叶片旋转过程中的运动情况相同,具体的方案为:

风力发电叶轮还包括定位板,定位板套设于轮轴上,且定位板用于风力发电机的机架固定连接;定位板上设置有多个光电传感器;多个光电传感器呈圆周设置;定位板的板面与风力发电叶轮的旋转平面平行。叶片旋转辅助装置还包括MCU控制器;光电传感器与MCU控制器电连接;光电传感器用于检测风电叶片是否转动到光电传感器所在的位置,以使传送带输送装置的电机开启或停止。光电传感器的数量为4个,其中2个光电传感器分别设置于圆周的最高点及圆周的最低点,另外2个光电传感器分别设置于圆周的两个设定等高点,其中,圆周的最高点、圆周的最低点及两个设定等高点为圆周四等分点,也就是说,圆周的最高点、圆周的最低点及两个设定等高点将该圆周四等分。为了便了区分定位板上的的4个光电传感器,分别称为:第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器及第四光电传感器;第一光电传感器位于该圆周的最高点,第二光电传感器位于该圆周右侧的设定等高点,第三光电传感器位于该圆周的最低点,第四光电传感器位于该圆周左侧的设定等高点。风力发电叶轮还包括第一霍尔传感器,第一霍尔传感器用于检测风电叶片的转速,传送带输送装置上设置有第二霍尔传感器用于检测传送带输送装置的电机的转速,以使风电叶片转动四分之一圆周时,传送带输送装置能够使配重块由第一同步轮处移动到第二同步轮,或由第二同步轮移动到第一同步轮。MCU控制器分别与第一霍尔传感器、第二霍尔传感器及传送带输送装置的电机电连接。风电叶片由圆周的最高点第二光电传感器位置转动的过程中,配重块通在电驱动装置的作用下向风电叶片的叶尖所在的方向移动,并从第一同步轮移动到第二同步轮;风电叶片由第二光电传感器位置向第三光电传感器位置转动的过程中,配重块不运动;风电叶片由第三光电传感器位置向第四光电传感器位置转动的过程中,配重块由第二同步轮移动到第一同步轮;风电叶片由第四光电传感器位置向第一光电传感器位置转动的过程中,配重块不运动。

实施例三

本实用新型实施例三提供了一种风力发电机,包括实施例一或实施例二提供的风力发电叶轮。

该实施例中,风力发电机还包括发电机,轮轴与发电机的转轴连接。需要说明的是,风力发电机为小型风力发电机。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

再多了解一些
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