CN105114251A - 电流镜像式自旋转风力发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电流镜像式自旋转风力发电系统，包括设置于地面的旋转底座，竖直设置在旋转底座上的支撑杆，在支撑杆的顶端设置有发电机，该发电机上设置有主风扇，在主风扇上还设置有子风扇，在发电机上端中心位置处还设置有一个转向传感器；所述旋转底座由设置在底端的锥形座，设置在锥形座上端的转台，以及设置在锥形座与转台之间的转动槽组成；所述发电机作为主风扇的支撑固定座，在发电机中还设置有串联的充电电路和电流镜像电路。本发明提供一种电流镜像式自旋转风力发电系统，更好的提高了产品的适用范围，更加充分的利用了风力资源，在风力较小时也能进行发电。

Description

电流镜像式自旋转风力发电系统

技术领域

本发明涉及一种环保清洁能源领域，具体是指一种能够有效利用风能进行发电的电流镜像式自旋转风力发电系统。

背景技术

随着科学技术的进步以及人们环保意识的提升，整个社会对于新能源的开发也越来越受到重视。现有技术中，对水利、风力以及太阳能均开发出了相应的发电方式，很好的利用了环保清洁的新能源，降低了传统发电方式对环境的破坏，更好的提升了人们的生活环境，而随着社会的不断进步，还需要不断的突破现有技术，完成对新的新能源进行开发与利用。对于风力发电现在已经有着较为成熟的发电装置，但是现有的风力发电装置无法根据风向的不同进行旋转，且占地较大，其受到的风力限制也较高，当风力较低时难以推动风扇进行转动发电，不利于提高资源的利用率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提供一种电流镜像式自旋转风力发电系统，更好的提高了产品的适用范围，更加充分的利用了风力资源，在风力较小时也能进行发电。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

电流镜像式自旋转风力发电系统，包括设置于地面的旋转底座，竖直设置在旋转底座上的支撑杆，在支撑杆的顶端设置有发电机，该发电机上设置有主风扇，在主风扇上还设置有子风扇，在发电机上端中心位置处还设置有一个转向传感器；所述旋转底座由设置在底端的锥形座，设置在锥形座上端的转台，以及设置在锥形座与转台之间的转动槽组成；所述发电机作为主风扇的支撑固定座，在发电机中还设置有串联的充电电路和电流镜像电路。

进一步的，上述转向传感器包括控制器，均与控制器相连接的风力传感器和风向传感器，该控制器还同时与转台相连接。

作为优选，所述主风扇由至少三片扇叶组成，子风扇设置在主风扇扇叶的外端端部的向风面。所述子风扇至少为一个，且在每片主风扇的扇叶上最多设置一个子风扇。

最优的，所述子风扇的数量与主风扇上的扇叶数量相同，在每个主风扇的扇叶上均设置有一个子风扇。

再进一步的，上述充电电路由二极管桥式整流器U1，三端稳压器U2，运算放大器P1，三极管VT1，三极管VT2，MOS管Q1，正极与二极管桥式整流器U1的正输出端相连接、负极与二极管桥式整流器U1的负输出端相连接的电容C1，一端与MOS管Q1的栅极相连接、另一端接地、滑动端与运算放大器P1的正输入端相连接的滑动变阻器RP1，一端与运算放大器P1的负输入端相连接、另一端接地的电阻R3，一端与运算放大器P1的负输入端相连接、另一端经电阻R6后与三极管VT2的集电极相连接的电阻R2，一端与MOS管Q1的栅极相连接、另一端与运算放大器P1的输出端相连接的电阻R1，一端与运算放大器P1的输出端相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电感L1，串接在三极管VT1的集电极与三极管VT2的基极之间的电阻R4，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与MOS管Q1的源极相连接的电阻R5，以及N极与三极管VT2的基极相连接、P极经二极管D1后与MOS管Q1的源极相连接的二极管D2组成；其中，电容C1的正极同时与三端稳压器U2的Vin管脚以及MOS管Q1的漏极相连接、负极与三端稳压器U2的GND管脚相连接，MOS管Q1的栅极与三端稳压器U2的Vout管脚相连接，三极管VT1的发射极接地。

更进一步的，上述电流镜像电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，MOS管Q2，MOS管Q3，正极经电阻R8后与三极管VT5的集电极相连接、负极与三极管VT5的基极相连接的电容C2，与电容C2并联设置的电阻R7，N极与三极管VT4的集电极相连接、P极经电阻R10后与电容C2的负极相连接的稳压二极管D4，串接在MOS管Q2的栅极与漏极之间的电阻R11，一端与电容C2的正极相连接、另一端与MOS管Q3的栅极相连接的电感L2，一端与MOS管Q3的栅极相连接、另一端与三极管VT3的集电极相连接的电阻R9，正极与MOS管Q2的源极相连接、负极与MOS管Q3的漏极相连接的电容C3，一端与电容C3的正极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接的电阻R12，以及N极与电容C3的负极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D3组成；其中，三极管VT5的发射极同时与三极管VT3的发射极以及MOS管Q2的源极相连接、基极与MOS管Q2的漏极相连接，MOS管Q2的栅极与三极管VT4的集电极相连接，三极管VT3的基极与MOS管Q3的源极相连接。

作为优选，所述三端稳压器U2的型号为LM7824，运算放大器P1的型号为LM324，三极管VT1、三极管VT2、三极管VT3、三极管VT4以及三极管VT5均为NPN型三极管。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明设置有主风扇与子风扇，在风力较小不足以推动主风扇转动发电时，子风扇可以随风转动进行发电，在风力较大时主风扇与子风扇同时转动进行发电，大大提高了本产品的适应能力，在相同的占地面积能够更好的利用不同风力进行发电，提高了发电的效率。

(2)本发明设置有转向传感器、控制器以及旋转底座，能够根据具体的风向与风力大小对主风扇的方向进行调整，使得产品能够更好的面对起风方向进行发电，大大提高了产品的适应能力与适用范围，进一步提高了对风力资源的利用效率。

(3)本发明设置有充电电路，在发电机发电后电流先通过充电电源电路再充入蓄电池，能够很好的避免直接充电对蓄电池造成的冲击，提高了蓄电池的使用寿命。

(4)本发明设置有电流镜像电路，能够更好的降低电路中电流的波动，提高了产品的发电与充电效果，提高了产品的使用安全性与使用寿命。

(5)本发明结构简单，安装方便，发电量远高于相同产地面积的常规产品，适合广泛推广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的充电电路的电路图。

图3为本发明的电流镜像电路的电路图。

附图标记说明：1、旋转底座；2、支撑杆；3、发电机；4、主风扇；5、子风扇；6、转向感应器；11、锥形座；12、转动槽；13、转台。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明包括设置于地面的旋转底座1，竖直设置在旋转底座1上的支撑杆2，在支撑杆2的顶端设置有发电机3，该发电机3上设置有主风扇4，在主风扇4上还设置有子风扇5，在发电机3上端中心位置处还设置有一个转向传感器6；所述旋转底座1由设置在底端的锥形座11，设置在锥形座11上端的转台13，以及设置在锥形座11与转台13之间的转动槽12组成；所述发电机3作为主风扇4的支撑固定座，在发电机3中还设置有串联的充电电路和电流镜像电路。

上述转向传感器6包括控制器，均与控制器相连接的风力传感器和风向传感器，该控制器还同时与转台相连接。

使用时，当风向与主风扇4的方向不同时，先由风向传感器与风力传感器测定风向与风力，当风力大小达到预设值时控制器向转台发射旋转信号，转台转动使得主风扇4迎向起风方向，从而使得主风扇4运行进行发电；而当风力大小未达到预设值时则控制器不控制转台转动。

所述主风扇4由至少三片扇叶组成，子风扇5设置在主风扇4扇叶的外端端部的向风面。所述子风扇5至少为一个，且在每片主风扇4的扇叶上最多设置一个子风扇5。

所述子风扇5的数量与主风扇4上的扇叶数量相同，在每个主风扇4的扇叶上均设置有一个子风扇5。

在使用过程中，若正面的风力较小不足以推动主风扇4转动则子风扇5随风转动并将产生的机械能传输至发电机3进行发电；若正面的风力较大则主风扇4与子风扇5共同随风进行转动，均将机械能传输至发电机3进行发电，如此便大大降低了产品对风力的要求，提高了发电的效率与发电量。

如图2所示，上述充电电路由二极管桥式整流器U1，三端稳压器U2，运算放大器P1，三极管VT1，三极管VT2，MOS管Q1，电感L1，滑动变阻器RP1，二极管D1，二极管D2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，以及电容C1组成。

连接时，电容C1的正极与二极管桥式整流器U1的正输出端相连接、负极与二极管桥式整流器U1的负输出端相连接，滑动变阻器RP1的一端与MOS管Q1的栅极相连接、另一端接地、滑动端与运算放大器P1的正输入端相连接，电阻R3的一端与运算放大器P1的负输入端相连接、另一端接地，电阻R2的一端与运算放大器P1的负输入端相连接、另一端经电阻R6后与三极管VT2的集电极相连接，电阻R1的一端与MOS管Q1的栅极相连接、另一端与运算放大器P1的输出端相连接，电感L1的一端与运算放大器P1的输出端相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接，电阻R4串接在三极管VT1的集电极与三极管VT2的基极之间，电阻R5的一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与MOS管Q1的源极相连接，二极管D2的N极与三极管VT2的基极相连接、P极经二极管D1后与MOS管Q1的源极相连接；其中，电容C1的正极同时与三端稳压器U2的Vin管脚以及MOS管Q1的漏极相连接、负极与三端稳压器U2的GND管脚相连接，MOS管Q1的栅极与三端稳压器U2的Vout管脚相连接，三极管VT1的发射极接地。

如图3所示，上述稳压电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，MOS管Q2，MOS管Q3，电感L2，二极管D3，稳压二极管D4，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电容C2，以及电容C3组成。

连接时，电容C2的正极经电阻R8后与三极管VT5的集电极相连接、负极与三极管VT5的基极相连接，电阻R7与电容C2并联设置，稳压二极管D4的N极与三极管VT4的集电极相连接、P极经电阻R10后与电容C2的负极相连接，电阻R11串接在MOS管Q2的栅极与漏极之间，电感L2的一端与电容C2的正极相连接、另一端与MOS管Q3的栅极相连接，电阻R9的一端与MOS管Q3的栅极相连接、另一端与三极管VT3的集电极相连接，电容C3的正极与MOS管Q2的源极相连接、负极与MOS管Q3的漏极相连接，电阻R12的一端与电容C3的正极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接，二极管D3的N极与电容C3的负极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接；其中，三极管VT5的发射极同时与三极管VT3的发射极以及MOS管Q2的源极相连接、基极与MOS管Q2的漏极相连接，MOS管Q2的栅极与三极管VT4的集电极相连接，三极管VT3的基极与MOS管Q3的源极相连接。

作为优选，所述三端稳压器U2的型号为LM7824，运算放大器P1的型号为LM324，三极管VT1、三极管VT2、三极管VT3、三极管VT4以及三极管VT5均为NPN型三极管。

充电电路中的二极管桥式整流器的两个输入端作为输入端且与发电机3的接线端子相连接，三极管VT2的发射极与电阻R2和电阻R6的连接点组成输出端且连接在电流镜像电路的输入端上；电流镜像电路中电容C2的正极与稳压二极管D4的P极组成输入端，MOS管Q3的漏极与稳压二极管D4的P极组成输出端且与蓄电池相连接。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (8)

1.电流镜像式自旋转风力发电系统，其特征在于：包括设置于地面的旋转底座(1)，竖直设置在旋转底座(1)上的支撑杆(2)，在支撑杆(2)的顶端设置有发电机(3)，该发电机(3)上设置有主风扇(4)，在主风扇(4)上还设置有子风扇(5)，在发电机(3)上端中心位置处还设置有一个转向传感器(6)；所述旋转底座(1)由设置在底端的锥形座(11)，设置在锥形座(11)上端的转台(13)，以及设置在锥形座(11)与转台(13)之间的转动槽(12)组成；所述发电机(3)作为主风扇(4)的支撑固定座，在发电机(3)中还设置有串联的充电电路和电流镜像电路。

2.根据权利要求1所述的电流镜像式自旋转风力发电系统，其特征在于：所述转向传感器(6)包括控制器，均与控制器相连接的风力传感器和风向传感器，该控制器还同时与转台相连接。

3.根据权利要求2所述的电流镜像式自旋转风力发电系统，其特征在于：所述主风扇(4)由至少三片扇叶组成，子风扇(5)设置在主风扇(4)扇叶的外端端部的向风面。

4.根据权利要求3所述的电流镜像式自旋转风力发电系统，其特征在于：所述子风扇(5)至少为一个，且在每片主风扇(4)的扇叶上最多设置一个子风扇(5)。

5.根据权利要求4所述的电流镜像式自旋转风力发电系统，其特征在于：所述子风扇(5)的数量与主风扇(4)上的扇叶数量相同，在每个主风扇(4)的扇叶上均设置有一个子风扇(5)。

6.根据权利要求5所述的电流镜像式自旋转风力发电系统，其特征在于：所述充电电路由二极管桥式整流器U1，三端稳压器U2，运算放大器P1，三极管VT1，三极管VT2，MOS管Q1，正极与二极管桥式整流器U1的正输出端相连接、负极与二极管桥式整流器U1的负输出端相连接的电容C1，一端与MOS管Q1的栅极相连接、另一端接地、滑动端与运算放大器P1的正输入端相连接的滑动变阻器RP1，一端与运算放大器P1的负输入端相连接、另一端接地的电阻R3，一端与运算放大器P1的负输入端相连接、另一端经电阻R6后与三极管VT2的集电极相连接的电阻R2，一端与MOS管Q1的栅极相连接、另一端与运算放大器P1的输出端相连接的电阻R1，一端与运算放大器P1的输出端相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电感L1，串接在三极管VT1的集电极与三极管VT2的基极之间的电阻R4，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与MOS管Q1的源极相连接的电阻R5，以及N极与三极管VT2的基极相连接、P极经二极管D1后与MOS管Q1的源极相连接的二极管D2组成；其中，电容C1的正极同时与三端稳压器U2的Vin管脚以及MOS管Q1的漏极相连接、负极与三端稳压器U2的GND管脚相连接，MOS管Q1的栅极与三端稳压器U2的Vout管脚相连接，三极管VT1的发射极接地。

7.根据权利要求6所述的电流镜像式自旋转风力发电系统，其特征在于：所述电流镜像电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，MOS管Q2，MOS管Q3，正极经电阻R8后与三极管VT5的集电极相连接、负极与三极管VT5的基极相连接的电容C2，与电容C2并联设置的电阻R7，N极与三极管VT4的集电极相连接、P极经电阻R10后与电容C2的负极相连接的稳压二极管D4，串接在MOS管Q2的栅极与漏极之间的电阻R11，一端与电容C2的正极相连接、另一端与MOS管Q3的栅极相连接的电感L2，一端与MOS管Q3的栅极相连接、另一端与三极管VT3的集电极相连接的电阻R9，正极与MOS管Q2的源极相连接、负极与MOS管Q3的漏极相连接的电容C3，一端与电容C3的正极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接的电阻R12，以及N极与电容C3的负极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D3组成；其中，三极管VT5的发射极同时与三极管VT3的发射极以及MOS管Q2的源极相连接、基极与MOS管Q2的漏极相连接，MOS管Q2的栅极与三极管VT4的集电极相连接，三极管VT3的基极与MOS管Q3的源极相连接。

8.根据权利要求7所述的电流镜像式自旋转风力发电系统，其特征在于：所述三端稳压器U2的型号为LM7824，运算放大器P1的型号为LM324，三极管VT1、三极管VT2、三极管VT3、三极管VT4以及三极管VT5均为NPN型三极管。