CN105909468A - 一种用于输电系统的高效风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于输电系统的高效风力发电机，包括底座、竖向设置的塔架、发电机构、轮毂和若干叶片，所述塔架设置在底座的上方，所述发电机构设置在塔架的顶端，所述叶片周向均匀分布在轮毂的外周，所述轮毂与发电机构传动连接，该用于输电系统的高效风力发电机通过风向测量机构实时监测风力竖向的角度，并利用升降机构调节托板高度，从而调节机舱的角度，使叶片与风向垂直，提高了风力发电机的发电效率，不仅如此，在温控电路中，集成电路的型号为TC620，其具有两点温度设置和控制的特点，从而实现了对两路温度的同时控制，大大降低了风力发电机的生产成本，提高了其市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于输电系统的高效风力发电机。
背景技术
风力发电机是一种将风能转化为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源、以大气为介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源，风力发电虽然不能视为备用能源，但是却可以长期利用，风力发电的原理是，利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
根据风力发电机的发电原理可知，风力发电机的发电效率取决于对风力的利用效率，由于空气在流动过程中，风力方向通常不是水平方向，而现有的风力发电机机舱通常处于水平方向，风力与叶片之间并非垂直，叶片不能有充分有效地利用风能，从而导致发电机发电效率低下，同时，风力发电机的机舱在发电过程中，通常散发热量，而机舱为一个相对封闭的空间，为了保证发电机的长期有效运行，需要对机舱内部的温度进行实时监控，在机舱内部通常设有温控电路，但大都是采用多路独立的温控电路来进行温度控制，但是这样大大提高了生产成本，降低了其实用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种的用于输电系统的高效风力发电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于输电系统的高效风力发电机，包括底座、竖向设置的塔架、发电机构、轮毂和若干叶片，所述塔架设置在底座的上方，所述发电机构设置在塔架的顶端，所述叶片周向均匀分布在轮毂的外周，所述轮毂与发电机构传动连接；
所述发电机构包括机舱、发电平台、风向测量机构、升降机构、支撑机构和冷却机构，所述机舱、风向测量机构、升降机构、支撑机构和冷却机构均设置在发电平台的上方；
所述升降机构包括驱动电机、竖向设置的驱动轴、第一套管和托板，所述驱动电机固定在发电平台的上方，所述驱动电机与驱动轴传动连接，所述驱动轴设置在第一套管内，所述驱动轴的外周设有外螺纹，所述第一套管内设有内螺纹，所述驱动轴上的外螺纹与第一套管内的内螺纹相匹配，所述第一套管设置在托板的下方，所述托板设置在机舱的下方；
所述支撑机构包括设置在机舱两侧的支撑单元，所述支撑单元包括竖向设置的支柱和水平设置的横杆，所述支柱固定在发电平台的上方，所述横杆的一端与支柱铰接，所述横杆的另一端与机舱铰接；
所述机舱内设有温控模块，所述温控模块内设有温控电路，所述温控电路包括集成电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、电容、第一三极管、第二三极管、场效应管、第一发光二极管和第二发光二极管，所述集成电路的型号为TC620，所述集成电路的电源端外接12V直流电压电源，所述集成电路的电源端通过电容接地，所述集成电路的接地端接地，所述集成电路的高温度设置端通过第二电阻外接12V直流电压电源，所述集成电路的低温度设置端通过第一电阻外接12V直流电压电源，所述集成电路的低温度限制端通过第三电阻与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与第一发光二极管的阴极连接，所述第一发光二极管的阳极通过第四电阻外接12V直流电压电源，所述集成电路的高温度限制端通过第五电阻与第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与第二发光二极管的阴极连接，所述第二发光二极管的阳极通过第六电阻外接12V直流电压电源，所述集成电路的控制端通过第七电阻与场效应管的栅极连接，所述场效应管的漏极接地。
作为优选，为了进一步固定发电平台使其保持平稳，所述塔架的外周设有若干周向均匀分布的支杆，所述支杆的一端固定在塔架上，所述支杆的另一端固定在发电平台的底部。
作为优选，为了方便测量风力方向，所述风向测量机构包括第二套管，所述第二套管的竖向截面的形状为U形且U形的开口朝上，所述第二套管固定在发电平台上，所述第二套管内设有竖向设置的弹簧、压力传感器和悬浮块，所述弹簧的底端固定在第二套管内的底部，所述压力传感器固定在弹簧的顶端，所述悬浮块设置在压力传感器的上方。
作为优选，为了有效地控制机舱内的温度，所述冷却机构包括水泵、蓄水箱、导水管和冷却管，所述水泵固定在机舱远离叶片的一侧，所述蓄水箱设置在发电平台的上方，所述蓄水箱内设有水溶液，所述冷却管位于机舱的内部，所述冷却管与蓄水箱连通，所述蓄水箱通过导水管与水泵连通，所述水泵与冷却管连通。
作为优选，为了增大冷却管的长度，加强冷却效果，所述冷却管的形状为S形。
作为优选，所述场效应管为n沟道场效应管。
本发明的有益效果是，该用于输电系统的高效风力发电机通过风向测量机构实时监测风力竖向的角度，并利用升降机构调节托板高度，从而调节机舱的角度，使叶片与风向垂直，提高了风力发电机的发电效率，不仅如此，在温控电路中，集成电路的型号为TC620，其具有两点温度设置和控制的特点，从而实现了对两路温度的同时控制，大大降低了风力发电机的生产成本，提高了其市场竞争力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于输电系统的高效风力发电机的结构示意图；
图2是本发明的用于输电系统的高效风力发电机的发电机构的结构示意图；
图3是本发明的用于输电系统的高效风力发电机的发电机构的结构示意图；
图4是本发明的用于输电系统的高效风力发电机的升降机构的结构示意图；
图5是本发明的用于输电系统的高效风力发电机的风向测量机构的结构示意图；
图6是本发明的用于输电系统的高效风力发电机的冷却管的结构示意图；
图7是本发明的用于输电系统的高效风力发电机的温控电路的电路原理图；
图中：1.底座，2.冷却管，3.塔架，4.支杆，5.轮毂，6.叶片，7.发电机构，8.机舱，9.水泵，10.发电平台，11.风向测量机构，12.升降机构，13.蓄水箱，14.导水管，15.支柱，16.横杆，17.驱动电机，18.驱动轴，19.第一套管，20.托板，21.第二套管，22.弹簧，23.悬浮块，24.压力传感器，U1.集成电路，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，R5.第五电阻，R6.第六电阻，R7.第七电阻，C1.电容，N1.第一三极管，N2.第二三极管，Q1.场效应管，LED1.第一发光二极管，LED2.第二发光二极管。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图7所示，一种用于输电系统的高效风力发电机，包括底座1、竖向设置的塔架3、发电机构7、轮毂5和若干叶片6，所述塔架3设置在底座1的上方，所述发电机构7设置在塔架3的顶端，所述叶片6周向均匀分布在轮毂5的外周，所述轮毂5与发电机构7传动连接；
所述发电机构7包括机舱8、发电平台10、风向测量机构11、升降机构12、支撑机构和冷却机构，所述机舱8、风向测量机构11、升降机构12、支撑机构和冷却机构均设置在发电平台10的上方；
所述升降机构12包括驱动电机17、竖向设置的驱动轴18、第一套管19和托板20，所述驱动电机17固定在发电平台10的上方，所述驱动电机17与驱动轴18传动连接，所述驱动轴18设置在第一套管19内，所述驱动轴18的外周设有外螺纹，所述第一套管19内设有内螺纹，所述驱动轴18上的外螺纹与第一套管19内的内螺纹相匹配，所述第一套管19设置在托板20的下方，所述托板20设置在机舱8的下方；
所述支撑机构包括设置在机舱8两侧的支撑单元，所述支撑单元包括竖向设置的支柱15和水平设置的横杆16，所述支柱15固定在发电平台10的上方，所述横杆16的一端与支柱15铰接，所述横杆16的另一端与机舱8铰接；
所述机舱8内设有温控模块，所述温控模块内设有温控电路，所述温控电路包括集成电路U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、电容C1、第一三极管N1、第二三极管N2、场效应管Q1、第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2，所述集成电路U1的型号为TC620，所述集成电路U1的电源端外接12V直流电压电源，所述集成电路U1的电源端通过电容C1接地，所述集成电路U1的接地端接地，所述集成电路U1的高温度设置端通过第二电阻R2外接12V直流电压电源，所述集成电路U1的低温度设置端通过第一电阻R1外接12V直流电压电源，所述集成电路U1的低温度限制端通过第三电阻R3与第一三极管N1的基极连接，所述第一三极管N1的发射极接地，所述第一三极管N1的集电极与第一发光二极管LED1的阴极连接，所述第一发光二极管LED1的阳极通过第四电阻R4外接12V直流电压电源，所述集成电路U1的高温度限制端通过第五电阻R5与第二三极管N2的基极连接，所述第二三极管N2的发射极接地，所述第二三极管N2的集电极与第二发光二极管LED2的阴极连接，所述第二发光二极管LED2的阳极通过第六电阻R6外接12V直流电压电源，所述集成电路U1的控制端通过第七电阻R7与场效应管Q1的栅极连接，所述场效应管Q1的漏极接地。
作为优选，为了进一步固定发电平台10使其保持平稳，所述塔架3的外周设有若干周向均匀分布的支杆4，所述支杆4的一端固定在塔架3上，所述支杆4的另一端固定在发电平台10的底部。
作为优选，为了方便测量风力方向，所述风向测量机构11包括第二套管21，所述第二套管21的竖向截面的形状为U形且U形的开口朝上，所述第二套管21固定在发电平台10上，所述第二套管21内设有竖向设置的弹簧22、压力传感器24和悬浮块23，所述弹簧22的底端固定在第二套管21内的底部，所述压力传感器24固定在弹簧22的顶端，所述悬浮块23设置在压力传感器24的上方。
作为优选，为了有效地控制机舱8内的温度，所述冷却机构包括水泵9、蓄水箱13、导水管14和冷却管2，所述水泵9固定在机舱8远离叶片6的一侧，所述蓄水箱13设置在发电平台10的上方，所述蓄水箱13内设有水溶液，所述冷却管2位于机舱8的内部，所述冷却管2与蓄水箱14连通，所述蓄水箱13通过导水管14与水泵9连通，所述水泵14与冷却管2连通。
作为优选，为了增大冷却管2的长度，加强冷却效果，所述冷却管2的形状为S形。
作为优选，所述场效应管Q1为n沟道场效应管。
该风力发电机在运行过程中，为了提高发电效率，由风向测量机构11实时监控风力方向，并通过升降机构12调节机舱8靠近叶片6一侧的高度，从而提高发电效率。在风向测量机构11中，风力以一定方向吹动悬浮块23，使悬浮块23产生向下的作用力，通过压力传感器24检测风力对悬浮块23向下的作用力，当压力传感器24数据越小时，表明风力方向越接近水平方向。通过压力传感器24的数据，发电机构7自动控制升降机构12的运行，利用驱动电机17的转动，带动驱动轴18沿自身轴线旋转，由于驱动轴18上的外螺纹与第一套管19内的内螺纹相匹配，从而使第一套管19的高度位置发生变化，带动托板20高度位置发生变化，使机舱8的角度发生倾斜，从而达到叶片6与风力垂直的效果，使发电效率提高。该用于输电系统的高效风力发电机通过风向测量机构11实时监测风力竖向的角度，并利用升降机构12调节托板20高度，从而调节机舱8的角度，使叶片6与风向垂直，提高了风力发电机的发电效率。
随着风力发电机的运行，机舱8内温度逐渐升高，为了有效地监控机舱8内的温度，起到安全保护作用，在机舱8内的温控电路中，集成电路U1的型号为TC620，其具有两点温度设置和控制的特点。它可以设置两个温度控制点，即高温点和低温点，同时具有与之对应的高温输出端、低温输出端及单独的一个控制输出端。其中，第一电阻R1和第二电阻R2用来设置温度控制点，保证温度控制的可靠性，由于该电路具有两路同时输出控制功能，相比于单路的温控输出，在保证温控可靠性的同时，该电路具有更低的成本。
为了进一步加强温控效果，在冷却机构中，水泵9通过导水管14抽取蓄水箱13中的水溶液，并将水溶液输送到机舱8中的冷却管2内，冷却管2内的水溶液在流动时带走机舱8内的热量，实现了降温效果，同时冷却管2中的水溶液最终流到蓄水箱13内，方便水泵9再次引入进行冷却操作，从而实现循环利用，提高温控效果。
与现有技术相比，该用于输电系统的高效风力发电机通过风向测量机构11实时监测风力竖向的角度，并利用升降机构12调节托板20高度，从而调节机舱8的角度，使叶片6与风向垂直，提高了风力发电机的发电效率，不仅如此，在温控电路中，集成电路U1的型号为TC620，其具有两点温度设置和控制的特点，从而实现了对两路温度的同时控制，大大降低了风力发电机的生产成本，提高了其市场竞争力。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种用于输电系统的高效风力发电机，其特征在于，包括底座(1)、竖向设置的塔架(3)、发电机构(7)、轮毂(5)和若干叶片(6)，所述塔架(3)设置在底座(1)的上方，所述发电机构(7)设置在塔架(3)的顶端，所述叶片(6)周向均匀分布在轮毂(5)的外周，所述轮毂(5)与发电机构(7)传动连接；
所述发电机构(7)包括机舱(8)、发电平台(10)、风向测量机构(11)、升降机构(12)、支撑机构和冷却机构，所述机舱(8)、风向测量机构(11)、升降机构(12)、支撑机构和冷却机构均设置在发电平台(10)的上方；
所述升降机构(12)包括驱动电机(17)、竖向设置的驱动轴(18)、第一套管(19)和托板(20)，所述驱动电机(17)固定在发电平台(10)的上方，所述驱动电机(17)与驱动轴(18)传动连接，所述驱动轴(18)设置在第一套管(19)内，所述驱动轴(18)的外周设有外螺纹，所述第一套管(19)内设有内螺纹，所述驱动轴(18)上的外螺纹与第一套管(19)内的内螺纹相匹配，所述第一套管(19)设置在托板(20)的下方，所述托板(20)设置在机舱(8)的下方；
所述支撑机构包括设置在机舱(8)两侧的支撑单元，所述支撑单元包括竖向设置的支柱(15)和水平设置的横杆(16)，所述支柱(15)固定在发电平台(10)的上方，所述横杆(16)的一端与支柱(15)铰接，所述横杆(16)的另一端与机舱(8)铰接；
所述机舱(8)内设有温控模块，所述温控模块内设有温控电路，所述温控电路包括集成电路(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、电容(C1)、第一三极管(N1)、第二三极管(N2)、场效应管(Q1)、第一发光二极管(LED1)和第二发光二极管(LED2)，所述集成电路(U1)的型号为TC620，所述集成电路(U1)的电源端外接12V直流电压电源，所述集成电路(U1)的电源端通过电容(C1)接地，所述集成电路(U1)的接地端接地，所述集成电路(U1)的高温度设置端通过第二电阻(R2)外接12V直流电压电源，所述集成电路(U1)的低温度设置端通过第一电阻(R1)外接12V直流电压电源，所述集成电路(U1)的低温度限制端通过第三电阻(R3)与第一三极管(N1)的基极连接，所述第一三极管(N1)的发射极接地，所述第一三极管(N1)的集电极与第一发光二极管(LED1)的阴极连接，所述第一发光二极管(LED1)的阳极通过第四电阻(R4)外接12V直流电压电源，所述集成电路(U1)的高温度限制端通过第五电阻(R5)与第二三极管(N2)的基极连接，所述第二三极管(N2)的发射极接地，所述第二三极管(N2)的集电极与第二发光二极管(LED2)的阴极连接，所述第二发光二极管(LED2)的阳极通过第六电阻(R6)外接12V直流电压电源，所述集成电路(U1)的控制端通过第七电阻(R7)与场效应管(Q1)的栅极连接，所述场效应管(Q1)的漏极接地。
2.如权利要求1所述的用于输电系统的高效风力发电机，其特征在于，所述塔架(3)的外周设有若干周向均匀分布的支杆(4)，所述支杆(4)的一端固定在塔架(3)上，所述支杆(4)的另一端固定在发电平台(10)的底部。
3.如权利要求1所述的用于输电系统的高效风力发电机，其特征在于，所述风向测量机构(11)包括第二套管(21)，所述第二套管(21)的竖向截面的形状为U形且U形的开口朝上，所述第二套管(21)固定在发电平台(10)上，所述第二套管(21)内设有竖向设置的弹簧(22)、压力传感器(24)和悬浮块(23)，所述弹簧(22)的底端固定在第二套管(21)内的底部，所述压力传感器(24)固定在弹簧(22)的顶端，所述悬浮块(23)设置在压力传感器(24)的上方。
4.如权利要求1所述的用于输电系统的高效风力发电机，其特征在于，所述冷却机构包括水泵(9)、蓄水箱(13)、导水管(14)和冷却管(2)，所述水泵(9)固定在机舱(8)远离叶片(6)的一侧，所述蓄水箱(13)设置在发电平台(10)的上方，所述蓄水箱(13)内设有水溶液，所述冷却管(2)位于机舱(8)的内部，所述冷却管(2)与蓄水箱(14)连通，所述蓄水箱(13)通过导水管(14)与水泵(9)连通，所述水泵(14)与冷却管(2)连通。
5.如权利要求4所述的用于输电系统的高效风力发电机，其特征在于，所述冷却管(2)的形状为S形。
6.如权利要求1所述的用于输电系统的高效风力发电机，其特征在于，所述场效应管(Q1)为n沟道场效应管。
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