CN102536644A - 斜轴风力发电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及斜轴风力发电机组，包括回转体总成、发电机总成、风叶总成和支撑杆，其特征在于：所述回转体总成包括尾舵板、回转体和斜轴固定管，所述回转体套接于支撑杆上且绕支撑杆转动，所述尾舵板和斜轴固定管固定于回转体上，所述风叶总成、发电机总成和回转体总成顺依连接，且风叶总成、发电机总成和斜轴固定管同轴固定，且该轴线位于尾舵板所在的平面内；所述回转体的旋转轴线与斜轴固定管的轴线成钝角。本发明提供的小户型的斜轴风力发电机组，其结构简单，回转体总成简单轻便，可以在低风速下调整风叶转向，结合本发明实验得到的迎风上仰角度28度，使风能的利用率更高，特别适用于在风力资源丰富的地方作为家庭发电机使用。

Description

斜轴风力发电机组
技术领域
本发明涉及一种电力设备，特别是涉及一种斜轴风力发电机组。
背景技术
现有的能源主要有核能，火力发电和风能，由于不慎或自然灾害产生的核能泄露对自然生物及人类产生的危害有着不可估量的影响，所以各国核能利用都比较谨慎；火力发电采用地下能源煤来完成，煤的燃烧对于大气有一定的影响，而且煤是一种不可循环利用的能源，开采有限；因此各国都对风能的利用投入了较多人力和物力。风力发电机组主要由风叶和发电机组成，风叶在风力带动下，转动，使其切割发电机内的磁力线圈产生的磁力线，从而将风能转化为电能。风能是一种洁净能源，且是大自然赋予的无穷尽的能量，各国都在大力开发风能。
专利“一种斜轴风力发电装置”(ZL2006100317110)提供了一种风力发电机组，其旋转轴迎风上仰10-89度，优选45度，其风力发电机尾舵放置在转体后面，当来风时，风吹在风叶、回转体或发电机尾端时，因风压的关系和风在碰撞物体次数关系出现乱流，导致发电机装置抖动，使一部分风能因发电装置抖动而消耗，因此在弱风情况下，该装置中的风叶基本转动不起来，而且该装置结构复杂，自重很大，对于塔架的稳定性也有一定的影响。
发明内容
本发明针对上述领域中的缺陷，提供一种小户型的斜轴风力发电机组，对其结构作了优化改进，使其结构更简单，同时实验得出更适用于本发明结构的迎风上仰角度，使风能的利用率更高，适用于在风力资源丰富的地方家庭使用。
斜轴风力发电机组，包括回转体总成、发电机总成、风叶总成和支撑杆，其特征在于：所述回转体总成包括尾舵板、回转体和斜轴固定管，所述回转体套接于支撑杆上且绕支撑杆转动，所述尾舵板和斜轴固定管固定于回转体上，所述风叶总成、发电机总成和回转体总成顺依连接，且风叶总成、发电机总成和斜轴固定管同轴固定，且该轴线位于尾舵板所在的平面内；所述回转体的旋转轴线与斜轴固定管的轴线成钝角。
所述回转体为一空心管，与支撑杆通过轴承连接。
所述尾舵板和斜轴固定管分别固定于回转体的同端相对侧壁上。
所述尾舵板上固定有尾舵支架，所述尾舵板支架固定于斜轴固定管的管壁上。
所述尾舵支架为一条形槽，尾舵板上边缘卡入槽内且固定，条形槽的一端与斜轴固定管固定。
所述风叶总成包括等角度分布在同一圆周内的三片风叶，还包括位于该圆周中心位置的圆锥形导流罩，所述导流罩的底边与风叶连接。
所述回转体的中心线与斜轴固定管的轴线成118度角。
本发明将回转体总成作了重大的改进，本发明的回转体总成非常简单，轻巧，经测试回转体总成经尾舵板在风速1.2m/s-1.8m/s时可对准风向。在风向发生变化时，尾舵板可以带动回转体转动，从而使风叶总成对准风向，斜轴固定管保证斜轴的夹角，使风向与风叶总成的轴向角度保持不变，而且该管状结构非常简单。回转体选用空心管，通过轴承绕支撑杆转动，尾舵板面积较大，通过一个端面与回转体固体有可能是失稳，将尾舵板固定于尾舵支架上，再将支架与斜轴固定管固定，加强了尾舵板的稳定性。
导流罩的设计使得风能更好的吹到风叶，提高了风能的使用率。
本发明记录好风洞在同频率下的风速，分别把300W电机安装在发电机轴与来风角度(即背景技术中提到的迎风上仰角)45°、0°、28°支架上(即回转体的旋转轴线与斜轴固定管的轴线成135度，90度，118度)，装配好风叶、导流罩整体固定在风洞测试杆上。测试结果表明，当回转体的旋转轴线与斜轴固定管的轴线成118度时，风能利用率最高。
本发明提供的小户型的斜轴风力发电机组，其结构简单，回转体总成简单轻便，可以在低风速下调整风叶转向，结合本发明实验得到的迎风上仰角度28度，使风能的利用率更高，特别适用于在风力资源丰富的地方作为家庭发电机使用。
附图说明
图1本发明结构示意图，
图2实验安装测试连接图，
图中各标号列示如下：
1-回转体总成，2-发电机总成，3-风叶总成，11-回转体，12-斜轴固定管，13-尾舵板，14-尾舵支架，31-风叶，32-导流罩；
4-300W发电机，5-300W控制器，6-可调性电阻35欧姆电阻，7-三相整流桥，8-风速仪器，9-10A直流表，10-指针万用表，11-数显万用表，
图中箭头均表示来风方向。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
斜轴风力发电机组，包括回转体总成1、发电机总成2、风叶总成3和支撑杆(未示出)，所述风叶总成3、发电机总成2和回转体总成1顺依连接，所述回转体总成1包括尾舵板13、回转体11和斜轴固定管12，所述回转体11为一空心管，套接于支撑杆上，通过轴承连接能绕支撑杆转动；尾舵板13上边缘卡入条形槽状的尾舵支架14的槽内且固定，所述尾舵板13和斜轴固定管12固定于回转体11的上端相对侧壁上，且条形槽的一端与斜轴固定管12固定；且风叶总成3、发电机总成2和斜轴固定管12同轴固定，且该轴线位于尾舵板13所在的平面内；所述回转体11的旋转轴线与斜轴固定管12的轴线成钝角。钝角优选为118度。
所述风叶总成3包括等角度分布在同一圆周内的三片风叶31，还包括位于该圆周中心位置的圆锥形导流罩32，所述导流罩32的底边与风叶31连接。
本发明的回转体总成1非常简单，轻巧，经测试回转体总成1经尾舵板13在风速1.2m/s-1.8m/s时可对准风向。在风向发生变化时，尾舵板13可以带动回转体11转动，从而使风叶总成3对准风向，斜轴固定管12保证斜轴的夹角，使风向与风叶总成3的轴向角度保持不变。实验证明，回转体11的旋转轴线与斜轴固定管12的轴线选为118度，风能利用率最高。
导流罩的设计使得风能更好的吹到风叶，提高了风能的使用率。
实验例：本产品结构设计使旋转体于风机安装架焊接角度为118°，安装后的发电机轴与来风角度为28°，对市场现有的水平轴发电和现有申请专利产品优选方案45°，进行试验对比：
一、试验条件：
300W发电机4，一台
市场成熟风叶，一套(3片)
发电机轴与来风角度为45°支架，一套
发电机轴与来风角度为0°支架，一套
发电机轴与来风角度为28°支架，一套
300W控制器5，一台
可调性电阻6，35欧姆电阻4个
测试风洞，1台
三相整流桥7，1块
测风速仪器8，3台
10A直流表9，3块
指针万用表10，1块
数显万用表11，1块
二、测试方法
上述部件按常规方法连接，其测试连接图如图2所示，记录好风洞在同频率下的风速，分别把300W电机安装在发电机轴与来风角度45°、0°、28°支架上，装配好风叶、导流罩整体固定在风洞测试杆上。连接见示意图2。
三、测试结果对比见表
300W测试对比参数表
Figure BDA0000142469010000041
测试结果表明，当回转体的旋转轴线与斜轴固定管的轴线成118度(即发电机轴与来风角度为28度)时，风能利用率最高。

Claims (7)

1.斜轴风力发电机组，包括回转体总成、发电机总成、风叶总成和支撑杆，其特征在于：所述回转体总成包括尾舵板、回转体和斜轴固定管，所述回转体套接于支撑杆上且绕支撑杆转动，所述尾舵板和斜轴固定管固定于回转体上，所述风叶总成、发电机总成和回转体总成顺依连接，且风叶总成、发电机总成和斜轴固定管同轴固定，且该轴线位于尾舵板所在的平面内；所述回转体的旋转轴线与斜轴固定管的轴线成钝角。
2.根据权利要求1所述的斜轴风力发电机组，其特征在于：所述回转体为一空心管，与支撑杆通过轴承连接。
3.根据权利要求1所述的斜轴风力发电机组，其特征在于：所述尾舵板和斜轴固定管分别固定于回转体的同端相对侧壁上。
4.根据权利要求3所述的斜轴风力发电机组，其特征在于：所述尾舵板上固定有尾舵支架，所述尾舵板支架固定于斜轴固定管的管壁上。
5.根据权利要求4所述的斜轴风力发电机组，其特征在于：所述尾舵支架为一条形槽，尾舵板上边缘卡入槽内且固定，条形槽的一端与斜轴固定管固定。
6.根据权利要求1所述的斜轴风力发电机组，其特征在于：所述风叶总成包括等角度分布在同一圆周内的三片风叶，还包括位于该圆周中心位置的圆锥形导流罩，所述导流罩的底边与风叶连接。
7.根据权利要求1所述的斜轴风力发电机组，其特征在于：所述回转体的中心线与斜轴固定管的轴线成118度角。
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