CN104153945A - 风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力发电机。为解决现有发电机在转子转速较低时无法启动以及使用寿命短的问题，本发明提供一种风力发电机，包括转子叶片和同轴的一号发电机和二号发电机，还包括电压切换器，所述电压切换器由工业型电压表和三相交流接触器连接而成，所述工业型电压表的表盘上设置有触点开关，触点开关连接三相交流接触器的电极触点，三相交流接触器的下端与大电机连接，三相交流接触器的上端与小电机连接；所述三相交流接触器与逆变器连接。本发明具有精度高、响应快、加速度大、转矩波动小、过载能力高、机械集成度高、电机结构材料利用率高和驱动控制系统灵活多样等优点,在作业空间有限的条件下,可以大大减小机械系统的体积和重量,提高系统的精度和动态性能。

Description

风力发电机
技术领域
本发明涉及一种风力发电机。
背景技术
风力发电机的结构包括有转子叶片、转子及定子等，其发电原理是在缠绕有线圈的定子上通过装在转子上的磁体，以外力“风”驱动转子旋转，使发电机的线圈产生感应电动势，而输出电力。在磁体和线圈之间会产生一定的磁力，因此需要给转子一定的初速度，转子才能启动，在转速较低时就无法启动进行发电。目前大多数发电机的转速都在1500转以上，而且在工作时会产生大量的热量，影响发电机的使用寿命。
以往风力发电机的转子叶片的安装角度是不变的，定速叶轮旋转的转速也是恒定的；在遇到强风时转子叶片容易遭到破坏，不能正常运行，维修难度大。现在的风力电机在风力达到2.6-3.0级左右时可正常工作，风力上升到6-10级以上时，不能正常工作。因为现在转子叶片受风面积小，机组的安全性弱，而且不能获得更大的风能利用系数。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力发电机，即能在转子转速较低时启动发电，又能延长发电机的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种风力发电机，包括：转子叶片、一号发电机和二号发电机，所述一号发电机具有一号定子和一号转子，所述二号发电机具有二号定子和二号转子，所述一号转子和二号转子同轴；所述一号定子和二号定子上都设置有磁铁，所述二号定子的磁铁数目多于一号定子的磁铁数目；还包括电压切换器，所述电压切换器由工业型电压表和三相交流接触器连接而成，所述工业型电压表的表盘上设置有触点开关，触点开关连接三相交流接触器的电极触点，三相交流接触器的下端与大电机连接，三相交流接触器的上端与小电机连接；所述三相交流接触器与逆变器连接。
优选方案为，所述转子叶片装在外框中，所述外框安装在轮盘上；所述转子叶片的一侧与外框之间通过合页连接，所述转子叶片的另一侧/两侧/三侧与外框之间通过闭门器连接。
优选方案为，所述闭门器为2个，且设置在转子叶片的同一侧。
优选方案为，所述闭门器为2个，分别设置在转子叶片的上端和下端。
优选方案为，所述转子叶片由金属或玻璃钢制成。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：本发明具有超低速一体双电的功能，电机转子旋转时，两个定子同时输出感应电压。当风力较低(一般2.6--3.0级左右)时小电机(二号发电机)开始工作，当风力较高(一般达到3.0---4.2级左右)时大电机(一号发电机)同时工作，自动控制高低电压，正常运转发电。风力降低时，自动调回到单机工作；其主要特点是双机双控，自动调节；小风做小功，大风做大功；不间断工作，发电效率高，安全性强。可广泛用于小区物业、偏僻农村、学校、养殖业、林场等地。本发明具有精度高、响应快、加速度大、转矩波动小、过载能力高、机械集成度高、电机结构材料利用率高和驱动控制系统灵活多样等优点,在作业空间有限的条件下,可以大大减小机械系统的体积和重量,提高系统的精度和动态性能。
本发明在转子叶片与外框之间加装了闭门器，闭门器可随风力大小调整转子叶片的角度进而随风改变受风面积，无论风速大小都能正常运行，这样不仅增加机组的安全性，而且还能获得更大的风能利用系数。
附图说明
图1是本发明电机部分连接结构示意图。
图2是一号发电机与二号发电机连接关系结构示意图。
图3是电压切换器结构示意图。
图4为转子叶片工作状态俯视图。
图5为本发明结构示意图。
图6为单个转子叶片结构示意图。
其中：1.一号发电机，2.二号发电机，3.电压切换器，4.工业型电压表，5.三相交流接触器，6.触点开关，7.逆变器，8.转子叶片，9.外框，10.轮盘，11.合页，12.闭门器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
如图所示，本发明是一种风力发电机，包括：转子叶片8、一号发电机1和二号发电机2，所述一号发电机1具有一号定子和一号转子，所述二号发电机2具有二号定子和二号转子，所述一号转子和二号转子同轴；所述一号定子和二号定子上都设置有磁铁，所述二号定子的磁铁数目多于一号定子的磁铁数目；本实施例的一号定子上设置有24块磁铁，二号定子具有32块磁铁。
还包括电压切换器3，所述电压切换器3由工业型电压表4和三相交流接触器5连接而成，所述工业型电压表4的表盘上设置有触点开关6，触点开关6连接三相交流接触器5的电极触点，三相交流接触器5的下端与大电机(一号发电机)连接，三相交流接触器5的上端与小电机(二号发电机)连接；所述三相交流接触器5与逆变器7连接。工业型电压表感应叶片旋转产生的电压并致使指针旋转，指针旋转碰触触点开关实现切换进而实现发明目的。在风力2.6-3级左右时，一号发电机1电压不能并网发电(但能离网发电)，当风力达到3-5级左右时，一号发电机1达到420V，切换工作进入国网并网。所述二号发电机2在风力2.6-3级左右时，二号发电机2电压达到380V进入国网，当风力上升到3-5级时，所述二号发电机2电压达到420V，从而切换至与一号发电机1的420V同电压进入国网并网。
本实施例所述转子叶片8为长方形或梯形(梯形的大头为600cm，小头为400cm，实践证明效果极好)，转子叶片8为四个且由金属或玻璃钢制成，每个转子叶片8都装在长方形或梯形外框9中，所述外框9安装在轮盘10上，所述轮盘10带动转子叶片8及外框9实现在水平面的旋转，参照图4、图5；所述转子叶片8的一侧与外框9之间通过合页11连接，所述转子叶片8的另一侧与外框9之间通过闭门器12连接，所述闭门器12为2个，且设置在转子叶片8的同一侧，参照图6。
当风力较低时闭门器关闭转子叶片正常工作当风力上升到6-10级及以上时，闭门器受力打开，转子叶片8倾斜从而减少受风面积，保持转子叶片正常工作。
实施例二：
本实施例与实施例一不同之处在于，闭门器12为两个，分别设置在转子叶片的上端和下端，即，转子叶片的一侧通过合页11与外框9连接，转子叶片8的另两侧与外框9之间通过闭门器12连接。当然，也可以设置成下述结构：闭门器为三个，转子叶片8的一边与外框9之间通过合页11连接，转子叶片8的另三边都与外框9通过闭门器12连接。
实施例三：
本实施例与实施例一的不同之处在于，一号定子上设置有20块磁铁，二号定子具有28块磁铁。
实施例四：
本实施例与实施例一的不同之处在于，一号定子上设置有30块磁铁，二号定子具有36块磁铁。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风力发电机，包括：转子叶片、一号发电机和二号发电机，所述一号发电机具有一号定子和一号转子，所述二号发电机具有二号定子和二号转子，其特征在于：所述一号转子和二号转子同轴；所述一号定子和二号定子上都设置有磁铁，所述二号定子的磁铁数目多于一号定子的磁铁数目；
还包括电压切换器，所述电压切换器由工业型电压表和三相交流接触器连接而成，所述工业型电压表的表盘上设置有触点开关，触点开关连接三相交流接触器的电极触点，三相交流接触器的下端与大电机连接，三相交流接触器的上端与小电机连接；
所述三相交流接触器与逆变器连接。
2.根据权利要求1所述风力发电机，其特征在于所述转子叶片装在外框中，所述外框安装在轮盘上；所述转子叶片的一侧与外框之间通过合页连接，所述转子叶片的另一侧/两侧/三侧与外框之间通过闭门器连接。
3.根据权利要求2所述风力发电机，其特征在于所述闭门器为2个，且设置在转子叶片的同一侧。
4.根据权利要求2所述风力发电机，其特征在于所述闭门器为2个，分别设置在转子叶片的上端和下端。
5.根据权利要求1-4任意一项所述风力发电机，其特征在于所述转子叶片由金属或玻璃钢制成。
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