CN102003338A - 一种适用于风力发电机的风速调节系统 - Google Patents

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Abstract

一种适用于风力发电机的风速调节系统，包括超声风气候传感器，与超声风气候传感器的输出端相连接的主控制器，以及由主控制器控制的驱动装置，其特征在于：具有1～100个并行排布的本体，所述的本体包括U形龙骨，设置在U形龙骨上的传动机构以及通过传动机构与U形龙骨连接的帆。本发明的优点在于它可以通过调节自身的内径达到控制通过风力发电机的风速，使风力更充足并保持恒定。

Description

一种适用于风力发电机的风速调节系统
技术领域
本发明涉及一种电力设备，特别是一种适用于风力发电机的风速调节系统。
背景技术
随着低碳经济时代的到来，对风能、太阳能、潮汐能等自然能源的利用越来越广泛。风力发电机越来越多地被安装在建筑上或山地中以利用风能。通常大型风机的启动风速为3米/秒，额定风速为13～14米/秒，中小型风机的启动风速为1.5米/秒，额定风速为12米/秒左右。而在大部分地区由于风速常年无法达到10米/秒以上，导致风力发电机低效率工作，缩短了风力发电机的使用寿命，甚至由于风速无法达到风机的启动风速而使风机在该地区无法得到推广使用。为解决这一问题，近年米出现的中小型风机不断降低风机启动风速，以利于推广，然而仅仅提高风机性能而不对风速加以调节，这种推广仍是有限的。因此本实用发明设计人希望通过调节风机环境风速，使风机大部分时间处于额定风速下工作从而提高风机发电效率；此外，在风力资源匮乏的地区，通过本发明提高风速达到推动风机的要求，使风机在更广泛的地区得到应用。
发明内容
本发明目的在于提供一种适用于风力发电机的风速调节系统，它可以通过调节自身的内径达到控制通过风力发电机的风速，使风力更充足并保持恒定。
实现本发明目的的技术方案是：一种适用于风力发电机的风速调节系统，包括超声风气候传感器，与超声风气候传感器的输出端相连接的主控制器，以及由主控制器控制的驱动装置，其特征在于：具有1～100个并行排布的本体，所述的本体包括U形龙骨，设置在U形龙骨上的传动机构以及通过传动机构与U形龙骨连接的帆。
而且所述的传动装置包括设置在U形龙骨侧壁上端的传动齿轮，沿U形龙骨侧壁布置的定位齿轮，对称布置在U形龙骨侧壁下端的具有齿圈的传动轴，以及与传动齿轮、定位齿轮、传动轴上的齿圈相配合的传动链条，帆的底部环绕在传动轴上，侧边通过连接件与传动链条连接。
而且所述的连接件是缆绳，该缆绳一端与传动链条铰接，另一端在穿过帆上的孔后折回与传动链条上的另一点铰接。
而且沿U形龙骨的侧壁设置有滚轴，帆覆于滚轴的外侧。
而且本体底部通过支撑基座与安装平面连接。
而且U形龙骨的顶部连接有张拉杆，该张拉杆的另一端固定在安装平面上。
而且所述的驱动装置是电机，电机的输出端连接有主动轮，主动轮通过链条与从动轮连接，从动轮与传动轴同轴。
本发明的优点在于：本实用新型的优点在于：1.能增加风量，提高风速。2.定位准确，能精确的控制风速。3.结构简单、制造成本低。4.安装方便，不需对原有设备的外形结构做大的变动。5.美观，对建筑物有装饰作用。6.同样适用于调节建筑物以及其他设施通风。
附图说明
图1是一种适用于风力发电机的风速调节系统本体的结构示意图。
图2是一种适用于风力发电机的风速调节系统本体的结构示意图。
图3是一种适用于风力发电机的风速调节系统的局部结构示意图。
图4是一种适用于风力发电机的风速调节系统U形龙骨的结构示意图。
图5是一种适用于风力发电机的风速调节系统的主视图。
图6是一种适用于风力发电机的风速调节系统的右视图。
具体实施方式
参见图1～6，以下将结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明涉及一种电力设备，特别是一种适用于风力发电机的风速调节系统，包括超声风气候传感器9，与超声风气候传感器9的输出端相连接的主控器10，以及由主控器10控制的驱动装置，其特征在于：具有1～100并行排布的本体13，所述的本体13包括U形龙骨1，设置在U形龙骨1上的传动机构以及通过传动机构与U形龙骨1连接的帆2。
经试验验证，定量流体在流经漏斗形管道时，如流体由内径较小端流入，则流体由内径较大端流出时流体流速被降低，且两端管道内径变化越大，流速降低越多；如流体由内径较大端流入，则流体由内径较小端流出时流体流速被提高，且两端管道内径变化越大，流速提高越多。利用该原理可将风力发电机16放置于漏斗形风道内径较小端，使气流由漏斗形风道内径较大端流入。在保持风机位置的风道内径不变的情况下，结合传感控制技术，在环境风速较小时增大风道另一侧内径，在环境风速较大时缩小风道另一侧内径，从而根据环境风速的大小调控风道的内径变化，在不同的环境风速下保证流经风机的风速维持在风机额定风速上下。
将帆2连接在U形龙骨1上，此时本体13与安装平面17之间就形成了一个漏斗形的管道，将风力发电机16安装于该漏斗形管道内，就可以通过改变帆2的张开程度来达到变化漏斗形管道内径的目的，从而调节通过风力发电机16的风速，使之保持恒定。
工作时，当风速较小时，U形龙骨1两侧的帆2均处于张开状态，使得漏斗形管道的入口内径处于最大值，最大限度的提高通过风力发电机16的风速。
当遇到大风天气时，超声风气候传感器9发出的信号经过处理后转变为电信号从输出端到达驱动装置，驱动装置既分别驱动两转动轴向相反方向旋转，由于帆2的底部环绕在传动轴3上，随着传动轴3的旋转帆2就整体缠绕在传动轴3上，此时漏斗形管道的入口内径处于最小值，最大限度的减小通过风力发电机16的风速。
当遇到南风天气时，朝向南边的帆2张开，朝向北边的帆2收拢，此时风便从内径较大的一端流入，从内径较小的一端流出，风速被提高。
当遇到北风天气时，朝向北边的帆2张开，朝向南边的帆2收拢，此时风便从内径较大的一端流入，从内径较小的一端流出，风速被提高。
所述的帆2可以选用质量较轻，柔韧度好，能阻挡风通过的材料制成，如张拉膜、船帆，也可由薄而轻的铁皮、彩钢、不锈钢、铝合金等可卷曲材料铰接制成。
所述的超声风气候传感器9可以选用东西仪(北京)科技有限公司生产的，型号为wi72271的超声风气候传感器。
所述的主控器10可以选用深圳泳佳达科技有限公司生产的，型号为C02A-GZL的控制器。
而且所述的传动装置包括设置在U形龙骨1侧壁上端的传动齿轮4，沿U形龙骨1侧壁布置的定位齿轮5，对称布置在U形龙骨1侧壁下端的具有齿圈的传动轴3，以及与传动齿轮4、定位齿轮5、传动轴3上的齿圈相配合的传动链条6，帆2的底部环绕在传动轴3上，侧边通过连接件与传动链条6连接。
当风速发生变化时，超声风气候传感器9将探测信号传至主控器10，主控器10判定后按照风速以及风向对驱动装置发出不同的电信号，控制电机11运行，同时监控电机11转数及电流，以便操纵电机11在一定时候加力、慢行运行及反转。帆2需要收拢时，电机11得到一定运行电流后做正向运行，经过齿轮式减速机构一级减速，动力通过主动轮、从动轮传递至传动轴3，传动轴3即带动传动链条6一同转动，帆2在传动轴3以及传动链条6共同驱动下收拢。由于电机11的旋转运动通过主动轮、从动轮转变为传动轴3的旋转运动属于经典的传动方式，此处就不赘述其具体连接方式。
帆2需要打开时，电机11，通过主动轮以及从动轮驱动传动轴3反向转动，此时传动链条6在传动轴3上的齿轮的带动下向上运动，在传动链条6以及传动轴3的共同驱动下帆2体打开。当帆2体下部风速满足要求后，探测信号传至主控器10，主控器10操纵电机11自锁。帆2体运动通过上下限位控制在一定范围内。
进一步的技术方案是所述的连接件是缆绳8，该缆绳8一端与传动链条6铰接，另一端在穿过帆2上的孔后折回与传动链条6上的另一点铰接。
传动轴3转动时，传动轴3上的齿圈带动传动链条6一同转动，由于帆2与传动链条6之间通过缆绳8连接，此时传动链条6就会与传动轴3共同带动帆2上下移动，完成帆2的张开以及收拢等动作。
而且沿U形龙骨1的侧壁设置有滚轴7，帆2覆于滚轴7的外侧。
将帆2覆于滚轴7的外侧，一方面可以将帆2在张开或收拢时所受的滑动摩擦转变为滚动摩擦，让帆2可以平滑的通过，另一方面滚轴7可以从背风面给帆2提供支撑力，增强其结构的稳固性。
进一步的技术方案也可以是本体13底部通过支撑基座14与安装平面17连接。
风力发电机16可以安装在支撑基座14的下方，此时发电效率较高。
而且U形龙骨1的顶部连接有张拉杆15，该张拉杆15的另一端固定在安装平面17上。
将U形龙骨1的两个端点通过张拉杆15与安装平面17连接，使其不会在一侧受风时摆动，增强结构的稳固性。
安装平面17可以设计成一个曲面，该曲面的曲线与U形龙骨1的曲线对称，形成一个漏斗形的通道，此时风速调节系统调节的风速的效果最佳。
进一步的技术方案还可以是所述的驱动装置是电机11，电机11的输出端连接有主动轮，主动轮通过链条与从动轮连接，从动轮与传动轴3同轴。
电机11的动力通过主动轮、从动轮传递至与从动轮同轴的传动轴3上。
该发明专利中请已于同日提交实用新型专利申请。

Claims (7)

1.一种适用于风力发电机的风速调节系统，包括超声风气候传感器，与超声风气候传感器的输出端相连接的主控制器，以及由主控制器控制的驱动装置，其特征在于：具有1～100个并行排布的本体，所述的本体包括U形龙骨，设置在U形龙骨上的传动机构以及通过传动机构与U形龙骨连接的帆。
2.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电机的风速调节系统，其特征在于：所述的传动装置包括设置在U形龙骨侧壁上端的传动齿轮，沿U形龙骨侧壁布置的定位齿轮，对称布置在U形龙骨侧壁下端的具有齿圈的传动轴，以及与传动齿轮、定位齿轮、传动轴上的齿圈相配合的传动链条，帆的底部环绕在传动轴上，侧边通过连接件与传动链条连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于风力发电机的风速调节系统，其特征在于：所述的连接件是缆绳，该缆绳一端与传动链条铰接，另一端在穿过帆上的孔后折回与传动链条上的另一点铰接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电机的风速调节系统，其特征在于：沿U形龙骨的侧壁设置有滚轴，帆覆于滚轴的外侧。
5.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电机的风速调节系统，其特征在于：本体底部通过支撑基座与安装平面连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电机的风速调节系统，其特征在于：U形龙骨的顶部连接有张拉杆，该张拉杆的另一端固定在安装平面上。
7.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电机的风速调节系统，其特征在于：所述的驱动装置是电机，电机的输出端连接有主动轮，主动轮通过链条与从动轮连接，从动轮与传动轴同轴。
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