CN103362747A - 一种小型风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型风力发电装置，涉及风力发电技术领域，意在提供一种在强风条件下也能保证风力发电机不间断的稳定供电，并能保证风力发电机不易被烧坏的一种小型风力发电装置，包括固定架、电源管理控制器和至少一台风力发电机，风力转动叶片、上盖板和下盖板，风力发电机并排固定安装在固定架下端，风力转动叶片的叶片上转轴转动安装在固定架上端，风力转动叶片的叶片下转轴转动安装在固定架上，叶片下转轴与风力发电机的电机转轴连接；电源管理控制器固定安装在固定架底端，下盖板固定安装在固定架下端，上盖板固定安装在风力转动叶片上方的固定架上，电源管理控制器与风力发电机电连接。本发明主用应用于风力发电技术中。

Description

一种小型风力发电装置

 

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种小型风力发电装置。

背景技术

在地球能源愈来愈紧缺的今天，风力作为一种清洁能源得到广泛重视，它 不仅可以用于如草原、沙漠，高山，海洋等空旷地方。也可用于城镇，对于城镇应用来说，减少风力发电机的空间占有率是关键。现有技术中，立式风力发电机通常采用单板式或风帆式叶片，不仅结构庞大，自重较重，而且叶片结构形式在工作过程进入回程时，仍然存在着一定的背风面，容易产生逆风阻力或形成死点，从而影响发电效果。

中国专利公开号CN102146871A，公开日是2011年8月10日，名称为“小型风力发电装置”的方案中公开了一种小型风力发电装置,包括发电机、叶轮、立柱,叶轮包括叶片和轮毂，还包括一导流罩,发电机安装在导流罩中,导流罩上设有回转件,导流罩通过该回转件与立柱可转动连接,叶片的叶尖向后弯曲。不足之处在于，这种小型风力发电装置采用单板式叶片，不仅体积结构较大，而且安装使用也不便，当单板式叶片的工作过程进入回程时，存在着一定的背风面，容易产生逆风阻力或形成死点，从而影响发电效果；并且当出现风力较大的天气时，由于风力发电机的电机转轴转速较快易导致风力发电机被烧坏。

发明内容

本发明是为了解决现有风力发电机，体积较大、使用不便，并且当单板式叶片的工作过程进入回程时，存在着一定的背风面，容易产生逆风阻力或形成死点，从而影响发电效果；还有当出现风力较大的天气时，由于风力发电机的电机转轴转速较快易导致风力发电机被烧坏的这些不足，提供一种小型风力发电装置，该小型风力发电装置结构简单，安装方便，稳定性好，制作简单，成本低，便于扩展，在强风条件下也能保证风力发电机不间断的稳定供电，并能保证风力发电机不易被烧坏，能综合互补发电。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种小型风力发电装置，包括固定架、电源管理控制器和至少一台风力发电机，还包括：与风力发电机台数相等的风力转动叶片、上盖板和下盖板，所述固定架包括左竖立支架、右竖立支架、上水平支架和下水平支架；下水平支架两端分别固定安装在左竖立支架和右竖立支架的下端，上水平支架两端分别固定安装在左竖立支架和右竖立支架的上端；风力发电机并排固定安装在下水平支架上，风力转动叶片的叶片上转轴转动安装在上水平支架上，风力转动叶片的叶片下转轴转动安装在下水平支架上，且叶片下转轴与风力发电机的电机转轴连接，风力发电机受风力转动叶片的驱动；电源管理控制器固定安装在下水平支架上，下盖板固定安装在风力发电机和电源管理控制器上方的下水平支架上，上盖板固定安装在风力转动叶片上方的上水平支架上，电源管理控制器与风力发电机电连接。把小型风力发电装置的固定架固定安装在所需要安装的地方，就可以使用风力发电机发电了。该小型风力发电装置结构简单，安装方便，稳定性好，制作简单，成本低，便于扩展，在强风条件下也能保证风力发电机不间断的稳定供电，并能保证风力发电机不易被烧坏，能综合互补发电。

作为优选，在风力发电机的电机转轴上固定设有从动换速齿轮，在叶片下转轴上固定设有与从动换速齿轮匹配的主动换速齿轮，在叶片上转轴上转动连接有提升机构；在提升机构上设有一个提升腔，在提升腔上表面的中心处设有通向提升腔的上通孔，在提升腔下表面的中心处设有通向提升腔的下通孔，在提升腔内活动设有一个提升钩块，在提升钩块的底端设有一个内腔呈倒立“凸”字形的钩块腔，在钩块腔内活动设有提升平板；所述叶片上转轴从下通孔穿入到提升腔内与钩块腔中的提升平板固定连接，且叶片上转轴固定连接在提升平板下表面的中心处，并且提升平板与叶片上转轴呈“T”字形连接；在钩块腔的内底面设有滚珠；在提升钩块上固定连接有一根提升杆，所述提升杆的上端穿过上通孔伸出到提升腔外，并在提升杆顶端连接有风力提升叶片，在下水平支架上固定安装有导向座，在导向座上设有竖直向上的导向槽，所述叶片下转轴下端活动插入连接在导向槽内。在强气流情况下，提升机构把风力转动叶片往上提升，让风力发电机的转轴与风力转动叶片下端的叶片下转轴脱离或者进行变速，把风力转动叶片的高速转动变成风力发电机的正常转动速度。这样保证了风力发电机在大风天气情况下也不中断发电，让用户不会因为大风天气而没有电用。并且让风力转动叶片始终处于转动状态，风力转动叶片不易被风吹坏，能提高风力转动叶片以及风力发电机的使用寿命。

作为优选，在下水平支架上固定安装有下基座，在下基座内设有竖直向上的下基座滑槽，且下基座滑槽的开口朝上；在下基座滑槽的内底部设有气缸，且气缸的伸缩杆竖直朝上，在伸缩杆顶端固定连接有下轴承，且伸缩杆顶端固定连接在下轴承下端的外圈上；所述叶片下转轴固定连接在下轴承上端的内圈上，且下轴承的内圈相对于下轴承的外圈转动；在上水平支架上固定安装有上基座，在上基座内设有竖直向下的上基座滑腔，并在上基座底部设有与上基座滑腔相通的滑腔通孔；在上基座滑腔内滑动设有滑动块，在滑动块上端连接有压簧，且压簧的上端压紧连接在上基座滑腔的内腔顶部；在滑动块下端固定连接有上轴承，且滑动块下端固定连接在上轴承上端的外圈上；所述叶片上转轴上端从滑腔通孔穿入到上基座滑腔内，并且叶片上转轴顶端固定连接在上轴承下端的内圈上，且上轴承的内圈相对于上轴承的外圈转动；在风力发电机的电机转轴上固定设有从动换速齿轮，在叶片下转轴上固定设有与从动换速齿轮匹配的主动换速齿轮；所述气缸的控制端与电源管理控制器连接；在电机转轴上设有转速传感器，转速传感器与电源管理控制器连接。转速传感器一直对电机转轴的转速进行监测，当转速传感器监测到电机转轴的转速超过设定的转速值时，转速传感器给电源管理控制器发出一个信号，电源管理控制器立即给气缸的控制端一个控制指令，气缸根据电源管理控制器的指令下对伸缩杆进行伸长或缩短的响应，从而实现电机转轴的换速，保证电机不被烧坏。

作为优选，所述主动换速齿轮包括大号主动换速齿轮和小号主动换速齿轮，且大号主动换速齿轮设在小号主动换速齿轮的上方；所述从动换速齿轮包括大号从动换速齿轮和小号从动换速齿轮，且大号从动换速齿轮设在小号从动换速齿轮的下方；小号从动换速齿轮到大号从动换速齿轮的距离小于大号主动换速齿轮到小号主动换速齿轮的距离，大号从动换速齿轮到中号从动换速齿轮的距离小于小号主动换速齿轮到中号主动换速齿轮的距离；所述大号主动换速齿轮与所述小号从动换速齿轮紧密咬合连接，或者所述小号主动换速齿轮与所述大号从动换速齿轮紧密咬合连接。四个换速的齿轮就能实现风力发电机转速的两挡位换速，换速使得风力发电机不易被烧坏。并且四个换速的齿轮其安装方便，结构也简单，制作成本低廉，效果也较好。

作为优选，所述主动换速齿轮还包括中号主动换速齿轮，且中号主动换速齿轮固定安装在大号主动换速齿轮和小号主动换速齿轮之间的叶片下转轴上；所述从动换速齿轮还包括与所述中号主动换速齿轮相匹配的中号从动换速齿轮，且中号从动换速齿轮固定安装在大号从动换速齿轮和小号从动换速齿轮之间的电机转轴上；小号从动换速齿轮到中号从动换速齿轮的距离小于大号主动换速齿轮到中号主动换速齿轮的距离，大号从动换速齿轮到中号从动换速齿轮的距离小于小号主动换速齿轮到中号主动换速齿轮的距离；或者所述中号主动换速齿轮与所述中号从动换速齿轮紧密咬合连接。六个换速的齿轮就能实现风力发电机三挡位换速，提高了换速的选择条件，对风力发电机的保护效果更佳。以此类推，采用更多换速的齿轮，换速条件的选择会更宽，对风力发电机的保护效果会更好。

作为优选，所述风力提升叶片固定安装在提升杆的顶端，在提升杆上套设有提升叶片转动控制器，且提升叶片转动控制器与电源管理控制器电连接。由于风力提升叶片的转动速度会直接产生向上的提升力，所以通过对提升叶片转动控制器的设置，就能够很好的控制风力提升叶片在多大的风力条件下的转动速度，从而实现提升力的有效控制，进而实现对风力电机以及风力转动叶片的保护，提高本方案装置的使用寿命，进而降低用户的使用成本。

作为优选，所述风力转动叶片包括左半片叶片和右半片叶片，所述风力转动叶片由风力转动叶片的上端相对于风力转动叶片的下端沿顺时针方向水平旋转180度角而成，在风力转动叶片上下端分别固定连接有固定片；所述固定片两端分别朝固定片的左侧和右侧弯折45-60度角，且固定片弯折处呈圆弧形；在左半片叶片和右半片叶片的连接处为重叠连接，且其重叠连接处的宽度为1-2厘米宽；在左半片叶片和右半片叶片重叠连接处设有若干个助推导风间隙孔，并且助推导风间隙孔由重叠连接处的左半片叶片和右半片叶片分别向外压折而成；左半片叶片和右半片叶片均采用薄金属片，在左半片叶片和右半片叶片的外边沿处设有若干个叶片外边加强孔，在左半片叶片和右半片叶片的内边沿处设有若干个叶片内边加强孔，在叶片外边加强孔和叶片内边加强孔之间连接有加强钢丝。风力转动叶片为扭曲状，形如DNA螺旋形状的一段，这样的风力转动叶片，每时每刻在正面的迎风面积都较大，转动稳定性高，发电效果好。助推导风间隙孔把一小部分风向后返回，产生翻转力。风力转动叶片借助翻转力，能把风力转动叶片从转动的死角处旋转过去，犹如增加了风力转动叶片的转动惯性，风力转动叶片的转动效果可靠性好，稳定性高，不易发生抖动，发电效果好。

作为优选，在风力转动叶片的叶片上转轴上设有轴座；在上水平支架上设有卡槽，所述轴座卡紧固定安装在上水平支架上的卡槽中。安装方便简单，结构紧凑，占用空间小。

作为优选，所述左竖立支架和右竖立支架的外边沿呈“（”形朝两外侧弯曲；在左竖立支架和右竖立支架的下端分别固定连接有调整脚，在调整脚侧面设有调节孔，在调整脚底面设有安装孔；所述固定架呈可左右排列或上下堆叠排列的框架阵列结构，所述风力转动叶片和风力发电机设置在所述固定架内。上下对称的左竖立支架和右竖立支架便于重叠或并排的扩展安装，结构牢固，使用简单方便。框架阵列结构使得本方案的扩展性好，易于大面积安装，占地方小，发电量高，经济实用性高。

作为优选，还包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板固定安装在左竖立支架和右竖立支架的顶端，电源管理控制器与太阳能电池板电连接，在电源管理控制器上还设有通信接口、电源串联接口和电源并联接口。通过通信接口连接到远端，能够通过远程控制，对风力提升叶片的提升力大小进行控制。使用较为方便，特别适合在风力强的沿海或海岛等地使用，结构简单，稳定可靠性高。由于太阳能电池板会受照射时间的限制，而小型风力发电装置不受照射时间的限制，只要有风小型风力发电装置就会全天候作业。把小型风力发电装置和太阳能电池板结合起来，实现太阳能电池板和风力发电机的综合互补发电，让用户能得到更多的电量使用。蓄电池可以对太阳能电池板和风力发电机所发的电进行存储后输出，这样输出的电源稳定性高。通过电源串联接口或电源并联接口，可以把更多的小型风力发电装置串联或并联连接起来发电，并进行电力系统的组网，把小型风力发电装置所发的电和太阳能电池板所发的电送入到电力电网中去，对更大范围的用户供电。

本发明能达到如下效果：

该小型风力发电装置结构简单，安装方便，稳定性好，制作简单，成本低，便于扩展，在强风条件下也能保证风力发电机不间断的稳定供电，并能保证风力发电机不易被烧坏，能综合互补发电。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明在固定架的左竖立支架和右竖立支架底端固定连接有调整脚后的一种结构示意图。

图3是在图2的基础上，分别在上水平支架和下水平支架上安装有上盖板和下盖板后的一种结构示意图。

图4是在图3的基础上，分别在左竖立支架和右竖立支架顶端固定连接有调整脚后的一种结构示意图。

图5是图2在B处的一种局部放大结构示意图。

图6是图2在C处的一种局部放大结构示意图。

图7是图2在A处的一种局部放大结构示意图。

图8是本发明轴座的一种结构示意图。

图9是本发明上盖板连接到上水平支架上后的一种结构示意图。

图10是本发明下盖板连接到下水平支架上后的一种结构示意图。

图11是本发明圆盘的一种俯视结构示意图。

图12是本发明把圆盘固定连接在风力转动叶片上的一种结构示意图。

图13是本发明把固定片固定连接在风力转动叶片上的一种结构示意图。

图14是本发明左半片叶片的一种结构示意图。

图15是本发明左竖立支架正视的一种结构示意图。

图16是本发明在电机转轴上固定设有两个从动换速齿轮，在叶片下转轴上固定设有两个主动换速齿轮和在叶片上转轴上转动连接有提升机构时的一种结构示意图。

图17是本发明在固定架上并排设有三台风力发电机，且在电机转轴上固定设置有两个从动换速齿轮时的一种结构示意图。

图18是本发明的四台小型风力发电装置通过固定架呈左右排列和上下堆叠排列形成的一种框架阵列结构示意图。

图19是本发明在电机转轴上固定设有三个从动换速齿轮，在叶片下转轴上固定设有三个主动换速齿轮和在叶片上转轴上转动连接有提升机构时的一种结构示意图。

图20是本发明在固定架上并排设有三台风力发电机，且在电机转轴上固定设置有三个从动换速齿轮时的一种结构示意图。

图21是本发明在小型风力发电装置上设置有从动换速齿轮、主动换速齿轮和提升机构及风力提升叶片时的一种结构示意图。

图22是本发明在图1的基础上，在固定架顶端固定安装有太阳能电池板时的一种结构示意图。

图23是本发明在电机转轴上固定设有两个从动换速齿轮，在叶片下转轴上固定设有两个主动换速齿轮和在叶片下转轴上转动连接有气缸时的一种结构示意图。

图24是本发明的一种电路原理连接结构示意框图。

图中：左竖立支架1，上水平支架2，上盖板3，风力转动叶片4，右竖立支架5，调整脚6，下水平支架7，下盖板8，固定架9，轴座10，隔块11，电机安装垫块12，下盖包边槽13，安装孔14，U形加强固定块15，调节孔16，卡槽17，L形挂块18，轴座卡爪19，轴座转轴20，轴座体21，轴座伸展臂22，下盖板圆孔23，圆盘24，加强横片25，左半片叶片26，右半片叶片27，固定片28，重叠连接处29，助推导风间隙孔30，叶片外边加强孔31，加强钢丝32，叶片内边加强孔33，左半片叶片和右半片叶片的内边沿34，左半片叶片和右半片叶片的外边沿35，左竖立支架和右竖立支架的外边沿呈“（”形朝两外侧弯曲36，导向座37，导向槽38，叶片下转轴39，小号主动换速齿轮40，大号主动换速齿轮41，下通孔42，内腔呈倒立“凸”字形的钩块腔43，提升腔44，上通孔45，风力提升叶片46，提升机构47，提升杆48，提升钩块49，提升平板50，滚珠51，叶片上转轴52，小号从动换速齿轮53，大号从动换速齿轮54，电机转轴55，风力发电机56，框架阵列结构57，中号主动换速齿轮58，中号从动换速齿轮59，太阳能电池板60，下基座61，下基座滑槽62，下轴承63，气缸64，伸缩杆65，滑动块66，上轴承67，压簧68，上基座滑腔69，上基座70，滑腔通孔71，通信接口72，蓄电池73，提升叶片转动控制器74，电源管理控制器75，电源串联接口76，电源并联接口77，转速传感器78，主动换速齿轮401，从动换速齿轮534。

具体实施方式   

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：一种小型风力发电装置，参见图1、图2、图9、图16、图17、图24所示，包括固定架9、电源管理控制器75和至少一台风力发电机56，还包括：与风力发电机台数相等的风力转动叶片4、上盖板3和下盖板8，固定架包括左竖立支架1、右竖立支架5、上水平支架2和下水平支架7；下水平支架两端分别固定安装在左竖立支架和右竖立支架的下端，上水平支架两端分别固定安装在左竖立支架和右竖立支架的上端；风力发电机并排固定安装在下水平支架上，风力转动叶片的叶片上转轴52转动安装在上水平支架上，风力转动叶片的叶片下转轴39转动安装在下水平支架上，且叶片下转轴与风力发电机的电机转轴55连接，风力发电机受风力转动叶片的驱动；电源管理控制器固定安装在下水平支架上，下盖板固定安装在风力发电机和电源管理控制器上方的下水平支架上，上盖板固定安装在风力转动叶片上方的上水平支架上，电源管理控制器与风力发电机电连接。

参见图1、图12、图13、图14所示，风力转动叶片包括左半片叶片26和右半片叶片27，风力转动叶片由风力转动叶片的上端相对于风力转动叶片的下端沿顺时针方向水平旋转180度角而成，在风力转动叶片上下端分别固定连接有固定片28；固定片两端分别朝固定片的左侧和右侧弯折45-60度角，且固定片弯折处呈圆弧形；在左半片叶片和右半片叶片的连接处为重叠连接，且其重叠连接处29的宽度为1-2厘米宽；在左半片叶片和右半片叶片重叠连接处设有若干个助推导风间隙孔30，并且助推导风间隙孔由重叠连接处的左半片叶片和右半片叶片分别向外压折而成；左半片叶片和右半片叶片均采用薄金属片，在左半片叶片和右半片叶片的外边沿35处设有若干个叶片外边加强孔31，在左半片叶片和右半片叶片的内边沿34处设有若干个叶片内边加强孔33，在叶片外边加强孔和叶片内边加强孔之间连接有加强钢丝32。

参见图2、图7、图8所示，在风力转动叶片的叶片上转轴上设有轴座10；在轴座的轴座体21上固定连接有轴座伸展臂22，且轴座体固定在轴座伸展臂的中心处，轴座伸展臂向轴座的两侧延伸开去，并在轴座伸展臂脸的设置有轴座卡爪19。轴座的轴座转轴20朝下把轴座固定安装在上水平支架上，轴座转轴20用于与风力转动叶片的叶片上转轴连接。风力转动叶片的转动效果好，受阻力小，发电量高。上水平支架包括两根横杆，这两根横杆平行固定在一起，它们之间的间隔就形成一个长长的卡槽17，并在卡槽内等间距固定焊接连接有隔块11；把轴座卡紧固定安装在上水平支架上的卡槽中；在上水平支架两端分别设有呈L形挂块18，L形挂块在安装时，先把上水平支架放置在左竖立支架和右竖立支架上，然后用螺栓紧固及可安装好上水平支架，安装非常方便，使用简单，安全性高。

参见图1、图3、图4、图10、图11所示，当把电源管理控制器固定安装在下水平支架上和把风力发电机安装在下水平支架上后，就可以把下盖板固定安装在风力发电机和电源管理控制器上方的下水平支架上，把圆盘24放置在下盖板的下盖板圆孔23内，并把圆盘24的加强横片25朝下，然后用螺栓把圆盘固定安装在下水平支架上。圆盘用于保护风力发电机不进灰尘，并起到维护风力发电机时便于有针对性的拆卸维修，使用简单方便。上盖板固定安装在风力转动叶片上方的上水平支架上，电源管理控制器与风力发电机电连接。

参见图2、图5所示，下水平支架7包括两根互相平行的承重横杆，在承重横杆上设有与风力发电机安装底座向匹配的电机安装垫块12，并在电机安装垫块上设有孔，风力发电机通过螺栓紧固安装在电机安装垫块的孔上。在下水平支架的两根承重横杆的外侧，固定连接有下盖卡紧板，在下盖卡紧板上设有下盖包边槽13，下盖板的俩侧边沿活动卡紧连接在下盖包边槽内。安装方便简单。

参见图2、图15所示，左竖立支架和右竖立支架的外边沿呈“（”形朝两外侧弯曲36；上端和下端弯曲程度相同。弯曲后，左竖立支架和右竖立支架上端两端点之间的距离要等于左竖立支架和右竖立支架下端两端点之间的距离。这样便于固定架左右排列或上下堆叠排列的框架阵列结构的安装，扩展性好。在弯曲后的左竖立支架和右竖立支架中间平行连接有两根程度相等短连接杆，在弯曲后的左竖立支架和右竖立支架的上端和下端也连接有互相平行的长度相等的长连接杆。

参见图2、图4、图6所示，在左竖立支架和右竖立支架的下端分别固定连接有调整脚6，在左竖立支架和右竖立支架的上端也分别固定连接有调整脚6，在调整脚侧面设有调节孔16，在调整脚底面设有安装孔14。在调整脚末端转动连接有呈U形加强固定块15，便于安装，且安装灵活，拆卸方便。

参见图18所示，把四台小型风力发电装置通过固定架呈左右排列和上下堆叠排列成框架阵列结构57，并把风力转动叶片和风力发电机设置在固定架内。

参见图1、图22、图24所示，还包括太阳能电池板60和蓄电池73，太阳能电池板固定安装在左竖立支架和右竖立支架的顶端，电源管理控制器与太阳能电池板电连接，在电源管理控制器上还设有通信接口72；在电源管理控制器上还设有电源串联接口76和电源并联接口77。

参见图16、图21所示，在风力发电机的电机转轴上固定设有从动换速齿轮534，在叶片下转轴上固定设有与从动换速齿轮匹配的主动换速齿轮401，在叶片上转轴上转动连接有提升机构47；在提升机构上设有一个提升腔44，在提升腔上表面的中心处设有通向提升腔的上通孔45，在提升腔下表面的中心处设有通向提升腔的下通孔42，在提升腔内活动设有一个提升钩块49，在提升钩块的底端设有一个内腔呈倒立“凸”字形的钩块腔43，在钩块腔内活动设有提升平板50；叶片上转轴从下通孔穿入到提升腔内与钩块腔中的提升平板固定连接，且叶片上转轴固定连接在提升平板下表面的中心处，并且提升平板与叶片上转轴呈“T”字形连接；在钩块腔的内底面设有滚珠51；在提升钩块上固定连接有一根提升杆48，提升杆的上端穿过上通孔伸出到提升腔外，并在提升杆顶端连接有风力提升叶片46，在下水平支架上固定安装有导向座37，在导向座上设有竖直向上的导向槽38，叶片下转轴下端活动插入连接在导向槽内。

参见图16、图17、图24所示，主动换速齿轮包括大号主动换速齿轮41和小号主动换速齿轮40，且大号主动换速齿轮设在小号主动换速齿轮的上方；从动换速齿轮包括大号从动换速齿轮54和小号从动换速齿轮53，且大号从动换速齿轮设在小号从动换速齿轮的下方；小号从动换速齿轮到大号从动换速齿轮的距离小于大号主动换速齿轮到小号主动换速齿轮的距离，大号从动换速齿轮到中号从动换速齿轮的距离小于小号主动换速齿轮到中号主动换速齿轮的距离；大号主动换速齿轮与小号从动换速齿轮紧密咬合连接，或者小号主动换速齿轮与大号从动换速齿轮紧密咬合连接。或者参见图16、图19、图20所示，主动换速齿轮还包括中号主动换速齿轮58，且中号主动换速齿轮固定安装在大号主动换速齿轮和小号主动换速齿轮之间的叶片下转轴上；从动换速齿轮还包括与中号主动换速齿轮相匹配的中号从动换速齿轮59，且中号从动换速齿轮固定安装在大号从动换速齿轮和小号从动换速齿轮之间的电机转轴上；小号从动换速齿轮到中号从动换速齿轮的距离小于大号主动换速齿轮到中号主动换速齿轮的距离，大号从动换速齿轮到中号从动换速齿轮的距离小于小号主动换速齿轮到中号主动换速齿轮的距离；或者中号主动换速齿轮与中号从动换速齿轮紧密咬合连接。风力提升叶片固定安装在提升杆的顶端，在提升杆上套设有提升叶片转动控制器74，且提升叶片转动控制器与电源管理控制器电连接。

使用时，如图16、图21所示，当出现风力较大的恶劣天气时，由于设有风力提升叶片46，风力提升叶片就会在强风力的作用下高速旋转，风力提升叶片46的设计结构就像直升机的螺旋桨一样，高速转动的风力提升叶片46会产生向上的上升力，风力提升叶片46就会上升，风力提升叶片46上升会拉动提升杆48上升，提升杆48又会拉动提升钩块49上升。当提升钩块内腔下表面与提升平板50接触时，提升平板也会随着提升钩块一起上升，提升平板又会拉动叶片上转轴上升，进而拉动叶片下转轴也上升。在风力转动叶片正常旋转的情况下，由于重力的作用，叶片下转轴的底端会与导向座37的导向槽38底端活动接触在一起。并且在风力转动叶片正常转动时，大号主动换速齿轮41会与小号从动换速齿轮紧密咬合连接，大号主动换速齿轮41转动就会带动小号从动换速齿轮转动。当风力提升叶片产生向上的提升力较大时，大号主动换速齿轮41就会被拉起，并且大号主动换速齿轮会与小号从动换速齿轮脱离。当大号主动换速齿轮与小号从动换速齿轮完全脱离后，小号主动换速齿轮40就会与大号从动换速齿轮54紧密咬合连接。这时，小号主动换速齿轮40带动大号从动换速齿轮54转动。由于小号主动换速齿轮40的半径比大号从动换速齿轮54的半径小，小号主动换速齿轮40要转动更多圈后大号从动换速齿轮54才能转动一圈，也就是大号从动换速齿轮的转动速度变慢了，从而让电机转轴的转速变慢，让风力发电机的电机转轴保持在正常的转速范围内，进而保证风力发电机在强气流风条件下不被烧坏。并且由于风力转动叶片4一直在转动，风力转动叶片也不易风被吹坏。

本实施例1的可以通过通信接口把小型风力发电机装置连接到远端，工作人员可以在远端实现对所连接的小型风力发电装置进行远程实时监控，对风力提升叶片的提升力大小进行控制。本实施例1的小型风力发电装置特别适合在风力较强的沿海或海岛等地使用，结构简单，稳定可靠性高。还可通过电源串联接口或电源并联接口，把若干台小型风力发电装置串联或并联起来向外供电，这样能够保证输出的电源量大，稳定可靠性高，实用性更好。并可通过通信接口实现一级一级的控制，控制灵活方便。

实施例2，如图23、图24所示，在下水平支架上固定安装有下基座61，在下基座内设有竖直向上的下基座滑槽62，且下基座滑槽的开口朝上；在下基座滑槽的内底部设有气缸64，且气缸的伸缩杆65竖直朝上，在伸缩杆顶端固定连接有下轴承63，且伸缩杆顶端固定连接在下轴承下端的外圈上；叶片下转轴固定连接在下轴承上端的内圈上，且下轴承的内圈相对于下轴承的外圈转动；在上水平支架上固定安装有上基座70，在上基座内设有竖直向下的上基座滑腔69，并在上基座底部设有与上基座滑腔相通的滑腔通孔71；在上基座滑腔内滑动设有滑动块66，在滑动块上端连接有压簧68，且压簧的上端压紧连接在上基座滑腔的内腔顶部；在滑动块下端固定连接有上轴承67，且滑动块下端固定连接在上轴承上端的外圈上；叶片上转轴上端从滑腔通孔穿入到上基座滑腔内，并且叶片上转轴顶端固定连接在上轴承下端的内圈上，且上轴承的内圈相对于上轴承的外圈转动；在风力发电机的电机转轴上固定设有从动换速齿轮534，在叶片下转轴上固定设有与从动换速齿轮匹配的主动换速齿轮401；气缸的控制端与电源管理控制器连接；在电机转轴上设有转速传感器78，转速传感器与电源管理控制器连接。

实施例2是把实施例1由风力提升实现电机转轴的换速改为由气缸推动来实现电机转轴的换速。转速传感器一直对电机转轴的转速进行监测，当转速传感器监测到电机转轴的转速超过设定的转速值时，转速传感器给电源管理控制器发出一个信号，电源管理控制器立即给气缸的控制端一个控制指令，气缸根据电源管理控制器的指令下对伸缩杆进行伸长或缩短的响应，从而实现电机转轴的换速，保证风力发电机不间断的稳定供电，并能保证风力发电机不易被烧坏。本实施例的小型风力发电装置结构简单，安装方便，稳定性好，制作简单，成本低，便于扩展，在强风条件下也能综合互补发电。

上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims (10)

1. 一种小型风力发电装置，包括固定架（9）、电源管理控制器（75）和至少一台风力发电机（56），其特征在于，还包括：与风力发电机台数相等的风力转动叶片（4）、上盖板（3）和下盖板（8），所述固定架包括左竖立支架（1）、右竖立支架（5）、上水平支架（2）和下水平支架（7）；下水平支架两端分别固定安装在左竖立支架和右竖立支架的下端，上水平支架两端分别固定安装在左竖立支架和右竖立支架的上端；风力发电机并排固定安装在下水平支架上，风力转动叶片的叶片上转轴（52）转动安装在上水平支架上，风力转动叶片的叶片下转轴（39）转动安装在下水平支架上，且叶片下转轴与风力发电机的电机转轴（55）连接，风力发电机受风力转动叶片的驱动；电源管理控制器固定安装在下水平支架上，下盖板固定安装在风力发电机和电源管理控制器上方的下水平支架上，上盖板固定安装在风力转动叶片上方的上水平支架上，电源管理控制器与风力发电机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种小型风力发电装置，其特征在于，在风力发电机的电机转轴上固定设有从动换速齿轮（534），在叶片下转轴上固定设有与从动换速齿轮匹配的主动换速齿轮（401），在叶片上转轴上转动连接有提升机构（47）；在提升机构上设有一个提升腔（44），在提升腔上表面的中心处设有通向提升腔的上通孔（45），在提升腔下表面的中心处设有通向提升腔的下通孔（42），在提升腔内活动设有一个提升钩块（49），在提升钩块的底端设有一个内腔呈倒立“凸”字形的钩块腔（43），在钩块腔内活动设有提升平板（50）；所述叶片上转轴从下通孔穿入到提升腔内与钩块腔中的提升平板固定连接，且叶片上转轴固定连接在提升平板下表面的中心处，并且提升平板与叶片上转轴呈“T”字形连接；在钩块腔的内底面设有滚珠（51）；在提升钩块上固定连接有一根提升杆（48），所述提升杆的上端穿过上通孔伸出到提升腔外，并在提升杆顶端连接有风力提升叶片（46），在下水平支架上固定安装有导向座（37），在导向座上设有竖直向上的导向槽（38），所述叶片下转轴下端活动插入连接在导向槽内。

3.根据权利要求1所述的一种小型风力发电装置，其特征在于，在下水平支架上固定安装有下基座（61），在下基座内设有竖直向上的下基座滑槽（62），且下基座滑槽的开口朝上；在下基座滑槽的内底部设有气缸（64），且气缸的伸缩杆（65）竖直朝上，在伸缩杆顶端固定连接有下轴承（63），且伸缩杆顶端固定连接在下轴承下端的外圈上；所述叶片下转轴固定连接在下轴承上端的内圈上，且下轴承的内圈相对于下轴承的外圈转动；在上水平支架上固定安装有上基座（70），在上基座内设有竖直向下的上基座滑腔（69），并在上基座底部设有与上基座滑腔相通的滑腔通孔（71）；在上基座滑腔内滑动设有滑动块（66），在滑动块上端连接有压簧（68），且压簧的上端压紧连接在上基座滑腔的内腔顶部；在滑动块下端固定连接有上轴承（67），且滑动块下端固定连接在上轴承上端的外圈上；所述叶片上转轴上端从滑腔通孔穿入到上基座滑腔内，并且叶片上转轴顶端固定连接在上轴承下端的内圈上，且上轴承的内圈相对于上轴承的外圈转动；在风力发电机的电机转轴上固定设有从动换速齿轮（534），在叶片下转轴上固定设有与从动换速齿轮匹配的主动换速齿轮（401）；所述气缸的控制端与电源管理控制器连接；在电机转轴上设有转速传感器（78），所述转速传感器与电源管理控制器连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种小型风力发电装置，其特征在于，所述主动换速齿轮包括大号主动换速齿轮（41）和小号主动换速齿轮（40），且大号主动换速齿轮设在小号主动换速齿轮的上方；所述从动换速齿轮包括大号从动换速齿轮（54）和小号从动换速齿轮（53），且大号从动换速齿轮设在小号从动换速齿轮的下方；小号从动换速齿轮到大号从动换速齿轮的距离小于大号主动换速齿轮到小号主动换速齿轮的距离，大号从动换速齿轮到中号从动换速齿轮的距离小于小号主动换速齿轮到中号主动换速齿轮的距离；所述大号主动换速齿轮与所述小号从动换速齿轮紧密咬合连接，或者所述小号主动换速齿轮与所述大号从动换速齿轮紧密咬合连接。

5.根据权利要求4所述的一种小型风力发电装置，其特征在于，所述主动换速齿轮还包括中号主动换速齿轮（58），且中号主动换速齿轮固定安装在大号主动换速齿轮和小号主动换速齿轮之间的叶片下转轴上；所述从动换速齿轮还包括与所述中号主动换速齿轮相匹配的中号从动换速齿轮（59），且中号从动换速齿轮固定安装在大号从动换速齿轮和小号从动换速齿轮之间的电机转轴上；小号从动换速齿轮到中号从动换速齿轮的距离小于大号主动换速齿轮到中号主动换速齿轮的距离，大号从动换速齿轮到中号从动换速齿轮的距离小于小号主动换速齿轮到中号主动换速齿轮的距离；或者所述中号主动换速齿轮与所述中号从动换速齿轮紧密咬合连接。

6.根据权利要求2所述的一种小型风力发电装置，其特征在于，所述风力提升叶片固定安装在提升杆的顶端，在提升杆上套设有提升叶片转动控制器（74），且提升叶片转动控制器与电源管理控制器电连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种小型风力发电装置，其特征在于，所述风力转动叶片包括左半片叶片（26）和右半片叶片（27），所述风力转动叶片由风力转动叶片的上端相对于风力转动叶片的下端沿顺时针方向水平旋转180度角而成，在风力转动叶片上下端分别固定连接有固定片（28）；所述固定片两端分别朝固定片的左侧和右侧弯折45-60度角，且固定片弯折处呈圆弧形；在左半片叶片和右半片叶片的连接处为重叠连接，且其重叠连接处（29）的宽度为1-2厘米宽；在左半片叶片和右半片叶片重叠连接处设有若干个助推导风间隙孔（30），并且助推导风间隙孔由重叠连接处的左半片叶片和右半片叶片分别向外压折而成；左半片叶片和右半片叶片均采用薄金属片，在左半片叶片和右半片叶片的外边沿（35）处设有若干个叶片外边加强孔（31），在左半片叶片和右半片叶片的内边沿（34）处设有若干个叶片内边加强孔（33），在叶片外边加强孔和叶片内边加强孔之间连接有加强钢丝（32）。

8.根据权利要求1所述的一种小型风力发电装置，其特征在于，在风力转动叶片的叶片上转轴上设有轴座（10）；在上水平支架上设有卡槽（17），所述轴座卡紧固定安装在上水平支架上的卡槽中。

9.根据权利要求1任一所述的一种小型风力发电装置，其特征在于，所述左竖立支架和右竖立支架的外边沿呈“（”形朝两外侧弯曲（36）；在左竖立支架和右竖立支架的下端分别固定连接有调整脚（6），在调整脚侧面设有调节孔（16），在调整脚底面设有安装孔（14）；所述固定架呈可左右排列或上下堆叠排列的框架阵列结构（57），所述风力转动叶片和风力发电机设置在所述固定架内。

10.根据权利要求1或2或3或6所述的一种小型风力发电装置，其特征在于，还包括太阳能电池板（60）和蓄电池（73），所述太阳能电池板固定安装在左竖立支架和右竖立支架的顶端，电源管理控制器与太阳能电池板电连接，在电源管理控制器上还设有通信接口（72）。

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