CN104074685A - 一种外转子结构垂直轴风力旋转供电系统 - Google Patents

一种外转子结构垂直轴风力旋转供电系统 Download PDF

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周封
王晨光
王丙全
刘健
郝婷
崔博闻
李伟力
刘小可
肖强
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Abstract

本发明公开了一种外转子结构垂直轴风力旋转供电系统，由垂直轴风力发电系统、底座支架、电源变换及测控模块、用电设备、垂直轴风机叶片组成。将户外小型用电设备直接安装在风力发电机的旋转部分上，垂直轴风力发电系统在发电的同时还带动用电设备作旋转运动，实现了发电部分与用电部分一体化设计，供电方便、节约电能、机械设备少、安全可靠、整机性价比更高、有利于风力发电机的推广应用。

Description

一种外转子结构垂直轴风力旋转供电系统
技术领域
本发明涉及一种外转子结构垂直轴风力旋转供电系统，属于风力发电领域和特种电机领域。
背景技术
户外小型用电设备如小型雷达、驱鸟装置、装饰灯具等在正常工作时，用电设备自身需要消耗电能将其转化为所需形式的能量(如光能)，同时用电设备自身又需要电动机来拖动作旋转运动，如果采用静止电源需要额外增加如供电滑环等变换部件，供电十分麻烦且容易损坏，此外，电动机也需要消耗电能，如果电能是其他发电机供给的，则存在机械设备多，电能传输时损耗大等缺点，因此，采用风力发电系统可同时提供工作电能和旋转运动，优势十分明显。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种外转子结构垂直轴风力旋转供电系统，将户外小型用电设备直接安装在风力发电机的旋转部分，如外转子或垂直轴风机叶片上，垂直轴风力发电系统在发电的同时还带动用电设备作旋转运动，实现发电部分与用电部分一体化设计，供电方便、节约电能、机械设备少、安全可靠、整机性价比更高、有利于风力发电机的推广应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：外转子结构垂直轴风力旋转供电系统由垂直轴风力发电系统(1)、底座支架(2)、电源变换及测控模块(3)、用电设备(4) 、垂直轴风机叶片(5)组成。在垂直轴风力发电系统(1)中，发电机内部为定子磁极(6)，与底座支架(2)固定连接，发电机外转子(7)内部嵌入转子绕组(8)，垂直轴风机叶片(5)与外转子(7)固定连接，实现同步旋转，绕组出线(9)经电源变换及测控模块(3)与用电设备(4)连接。
电源变换及测控模块(3)安装在外转子(7)或垂直轴风机叶片(5)上，随之同步旋转，相互间相对静止，不需要如供电滑环等变换部件，可靠性高，便于为用电设备(4)提供所需稳定、合适的电压。
用电设备(4)安装在外转子(7)或垂直轴风机叶片(5)上，随之同步旋转，并由同步旋转的电源变换及测控模块(3)为其供电，相互间相对静止，不需要如供电滑环等变换部件，将发电部分与用电部分设计成一体，省掉了大量机械设备、减小了电能损耗、使风力发电机兼具电动机的功能。
与现有技术相比较，本发明具有如下优点：垂直轴风力发电系统在发电的同时还带动用电设备作旋转运动，实现发电部分与用电部分一体化设计，供电方便、节约电能、机械设备少、安全可靠、整机性价比更高、有利于风力发电机的推广应用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为外转子结构垂直轴风力旋转供电系统三维结构示意图。
图2为外转子结构垂直轴风力旋转供电系统主视图。
其中：1—垂直轴风力发电系统；2—底座支架；3—电源变换及测控模块；4—用电设备；5—垂直轴风机叶片；6—定子磁极；7—外转子；8—转子绕组；9—绕组出线。
具体实施方式
如图1和图2所示，外转子结构垂直轴风力旋转供电系统由垂直轴风力发电系统(1)、底座支架(2)、电源变换及测控模块(3)、用电设备(4)、垂直轴风机叶片(5)组成。
在垂直轴风力发电系统(1)中，发电机内部为定子磁极(6)，通过垂直轴支撑杆件与底座支架(2)固定连接，发电机外转子(7)套在定子磁极(6)的外部，外转子(7)内部嵌入绕组(8)，垂直轴风机叶片(5)通过水平轴支撑杆件与外转子(7)固定连接，风力较大时，垂直轴风机叶片(5)会在风力作用下，围绕底垂直轴支撑杆件的中心轴作旋转运动，带动外转子(7)同步旋转，由于绕组(8)切割定子磁极(6)产生的静止磁场，从而绕组(8)两端会有感应电动势产生。
外转子(7)上安装电源变换及测控模块(3)，垂直轴风机叶片(5)上安装用电设备(4)，电源变换及测控模块(3)通过绕组出线(9)连接到绕组(8)上，用电设备(4)通过固定在水平轴支撑杆件上的绕组出线(9)连接到电源变换及测控模块(3)，构成闭合回路，绕组(8)两端产生的感应电势在电源变换及测控模块(3)的作用下，转化为用电设备(4)所需稳定、合适的电压，同时用电设备(4)与垂直轴风机叶片(5)以同步转速作旋转运动，工作于正常状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种外转子结构垂直轴风力旋转供电系统，包括垂直轴风力发电系统(1)、底座支架(2)、电源变换及测控模块(3)、用电设备(4)、垂直轴风机叶片(5)，其特征在于：在垂直轴风力发电系统(1)中，发电机内部为定子磁极(6)，与底座支架(2)固定连接，外部为外转子(7)，与垂直轴风机叶片(5)相连，随之同步旋转，外转子(7)发出的电由转子绕组(8)经绕组出线(9)送给电源变换及测控模块(3)，为用电设备(4)供电。
2.根据权利要求1所述的一种外转子结构垂直轴风力旋转供电系统，其特征在于：电源变换及测控模块(3)安装在外转子(7)或垂直轴风机叶片(5)上，随之同步旋转。
3.根据权利要求1所述的一种外转子结构垂直轴风力旋转供电系统，其特征在于：用电设备(4)直接安装在外转子(7)或垂直轴风机叶片上(5)，随之同步旋转，并由同步旋转的电源变换及测控模块(3)为其供电。
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