CN101382118B - 一种垂直轴风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种垂直轴风力发电装置是涉及垂直轴风力发电装置结构的改进。本发明就是提供一种结构简单，输出功率稳定的垂直轴风力发电装置。本发明包括塔架，其结构要点塔架上方的垂直轴上水平固定有具有主绕组、副绕组的定子，相应于定子的主绕组、副绕组的壳体转子内设置有永久磁铁，壳体转子外设置有风叶，壳体转子同垂直轴、塔架相接触部位分别设置有轴承。

Description

一种垂直轴风力发电装置
技术领域：
本发明是涉及垂直轴风力发电装置结构的改进。
背景技术：
现有的风力发电装置通常是设置在塔架的转台上，其主要结构是叶片通过齿轮变速箱、刹车装置同发电机相连。但存在以下缺点：齿轮变速箱的速比较大，发电频率不稳定；发电装置体积较庞大且笨重；维护也较困难。
发明内容：
本发明就是针对上述问题，提供一种结构简单，输出功率稳定的垂直轴风力发电装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括塔架，其结构要点塔架上方的垂直轴上水平固定有具有主绕组、副绕组的定子，相应于定子的主绕组、副绕组的壳体转子内设置有永久磁铁，壳体转子外设置有风叶，壳体转子同垂直轴、塔架相接触部位分别设置有第一轴承、第二轴承。
本发明的有益效果：
1、结构简单：
本发明的风力发电装置主要是在塔架上方的垂直轴上固定有具有主绕组、副绕组的定子，相应于定子的主绕组、副绕组的壳体转子内设置有永久磁铁，壳体转子外设置有风叶；就省去了现有风力发电装置中笨重的转台、齿轮变速箱及刹车装置等，使其结构简单，紧凑；
2、输出频率稳定：
本发明的风力发电装置的定子上设置有相应于主绕组的副绕组，可以通过单片机控制副绕组上的线圈的通断，使副绕组产生的涡流增加或减少，从而调节壳体转子的转速，确保主绕组产生的电压的输出频率，使其稳定于50赫兹，保证了本发明的风力发电装置产生的电力具有并网的条件；
3、不用维护：
本发明的壳体转子始终是在低速运行，因此，构件之间磨损较小，可长年运行不用维护。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明的电路原理图。
具体实施方式：
本发明包括塔架13，塔架13上方的垂直轴8上水平固定有具有主绕组4、副绕组3的定子6，相应于定子6的主绕组4、副绕组3的壳体转子5内设置有永久磁铁2，壳体转子5外设置有风叶1，壳体转子5同垂直轴8、塔架13相接触部位分别设置有第一轴承10、第二轴承11。
垂直轴8可通过法兰12固定于塔架13上；方便于本发明的风力发电装置的拆装、维护等。
在垂直轴8的上方设置有支柱9，风叶1通过吊杆7同支柱9相连；这样可增强风叶1的刚性。
主绕组4的输出端经分压电路17同测量电路16的输入端相连，测量电路16的输出端同单片机15的输入端相连，单片机15的输出端1、2、……n经三极管VT1、VT2、……VT2n同继电器J1、J2、……J2n的线圈相连，继电器J1、J2、……J2n的触点同副绕组3上的线圈14相连。
下面结合附图说明本发明的一次动作过程：
当风吹动本发明的风叶1时，风叶1转动带动壳体转子5内的永久磁铁2转动，使主绕组4的线圈14做相对切割磁感线运动，主绕组4的线圈14产生电流，进行发电；与此同时，副绕组3的线圈14也在做相对切割磁感线运动，可以通过单片机15控制副绕组3的线圈14的通断，使副绕组3产生的涡流增加或减少，从而调节壳体转子5的转速，确保主绕组4产生的电压的输出频率，使其稳定于50赫兹，保证了本发明的风力发电装置产生的电力具有并网的条件。
在正常发电的过程中，测量电路16将测得的主绕组4产生的电压的输出频率传送给单片机15，所述的测量电路16可选用7753芯片，所述的单片机15可选用89S52芯片，单片机15将接收到的模拟信号进行A/D转换后再进行判断、处理，若电压的输出频率等于50赫兹，则单片机15不动作；若电压的输出频率小于50赫兹，通过单片机15的控制使副绕组3上的一对呈中心对称的线圈14的继电器J1、J2、……J2n的触点断开，从而减少涡流作用所产生的阻力，加快了壳体转子5的转动速度，即升高了电压的输出频率；若电压的输出频率大于50赫兹，通过单片机15的控制使副绕组3上的一对呈中心对称的线圈14的继电器J1、J2、……J2n的触点吸合，从而增加涡流作用所产生的阻力，减慢了壳体转子5的转动速度，即降低了电压的输出频率。如此反复测量、判断、处理，以达到恒频的效果。

Claims (3)

1.一种垂直轴风力发电装置，包括塔架(13)，其特征在于塔架(13)上方的垂直轴(8)上水平固定有具有主绕组(4)、副绕组(3)的定子(6)，相应于定子(6)的主绕组(4)、副绕组(3)的壳体转子(5)内设置有永久磁铁(2)，壳体转子(5)外设置有风叶(1)，壳体转子(5)同垂直轴(8)、塔架(13)相接触部位分别设置有第一轴承(10)、第二轴承(11)；所述的主绕组(4)的输出端经分压电路(17)同测量电路(16)的输入端相连，测量电路(16)的输出端同单片机(15)的输入端相连，单片机(15)的输出端经三极管同继电器的线圈相连，继电器的触点同副绕组(3)上的线圈(14)相连。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电装置，其特征在于垂直轴(8)通过法兰(12)固定于塔架(13)上。
3.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电装置，其特征在于在垂直轴(8)的上方设置有支柱(9)，风叶(1)通过吊杆(7)同支柱(9)相连。 
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