CN106150910A - 风力发电设备 - Google Patents

Abstract

本发明的风力发电设备，设有一受风力带动旋转的风叶轮，及一受风叶轮驱动运转发电的发电机组，于风叶轮及风叶轮周边分别固设至少一对应的磁性元件及电磁元件，另有一磁力控制模组电气连接于发电机组与全数电磁元件之间，由磁力控制模组依照磁性元件与电磁元件的相对位置控制对电磁元件通电或断电。从而可利用电磁元件与磁性元件之间的磁力交互作用，产生推动风叶轮运转的辅助动力，纵使在风力不足或风力不连续的条件下，亦能常态保持稳定转速，进而维持应有的发电的效率。

Description

风力发电设备

技术领域

本发明有关一种发电装置，特别是指一种经启动运转后，能够自行产生运转辅助动力，使在风力不足的条件下亦能常态保持稳定转速的风力发电设备。

背景技术

按，现代人的生活中充满了各种电气用品，使得电气能源对于现代人来说已经是不可或缺的能源，随着石化能源逐渐短缺，燃料费及电价不断高涨，又因地球受到温室效应的影响，人们对环保重要性的认知提高，节能减碳已成为工业须立即面对解决的问题。

过度的使用地球资源，将造成环境与能源各方面的耗竭，并对所有人类与生物造成莫大的影响，令民众感受最深的就是油价波动及电费、水费及生活费不停的飞涨，由各种数据显示，民众的所以生活不安及对前途感到彷徨无助，与能源耗竭的事实所造成的影响息息相关。

为了解决未来的能源问题，世界各国莫不积极找寻替代能源，以对能源耗竭的改善多少作出贡献，特别是环保无污染的绿色能源；已知可透过太阳能、风力或者水力等自然能源转换成电能，再将所产生的电能进行输出使用；惟，太阳能、风力或者水力等自然能源的取得，往往因为受到地球运转、地理位置、季节条件等限制。

例如，风力发电设备的风叶轮必须受风力带动旋转，当用以推动风叶轮的风力不足或无法连续作用时，风叶轮的转速即会降低甚至停滞，以至于无法常态维持应有的发电的效率；因此，如何提供一种在风力不足的条件下，亦能够常态维持运转效率的风力发电设备，长久以来一直是产业界及学术界所亟欲解决的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明即在提供一种经启动运转后，即能够自行产生运转辅助动力，使在风力不足的条件下亦能常态保持稳定转速的风力发电设备。

为了达到上述目的，本发明的风力发电设备，基本上设有一受风力带动旋转的风叶轮，以及一受该风叶轮驱动运转发电的发电机组；其特征在于：该风力发电设备于该风叶轮上固设置至少一可随该风叶轮绕行的磁性元件，于该风叶轮周边相对于磁性元件的绕行路径处，固设至少一与磁性元件对应配置的电磁元件，另设有一电气连接于该发电机组与全数电磁元件之间的磁力控制模组，该磁力控制模组且被设定当磁性元件绕行至与所对应的电磁元件交会时，即对全数电磁元件通电，使电磁元件产生对磁性元件形成排斥作用的磁力线，且在磁性元件继续绕行至与所对应的电磁元件达到预先设定的距离时，即令全数电磁元件断电。

利用上述结构特征，本发明的风力发电设备，于使用时，可由风力推动风叶轮旋转，且在风叶轮的带动下，驱动发电机组运转发电；尤其，当整体风力发电设备启动运转后，仅需要将发电机组极小部分的电力透过磁力控制模组回授至电磁元件，即可利用电磁元件与磁性元件之间的磁力交互作用，产生推动风叶轮运转的辅助动力，纵使在风力不足或风力不连续的条件下，亦能常态保持稳定转速，进而维持应有的发电的效率。

依据上述结构特征，所述风力发电设备，进一步设有一与该磁力控制模组电气连接的转速侦测模组，该转速侦测模组预先设定一转速门槛值，且被设定当该风叶轮的转速到达转速槛值时，即令该磁力控制模组停止对电磁元件供电。

所述风力发电设备，进一步于该风叶轮的外围设有一导风模组；该风叶轮于一转轴上固设有一组由两个内支架对应构成的内框架，于该内框架周缘设有复数连接于两个内支架的间的风叶板；该导风模组于该风叶轮的转轴上轴设一组由两个外支架对应构成的外框架，另于该外框架的周缘设有有复数连接于两个外支架的间，且与风叶板保持预先设定间距的导流板。

所述各磁性元件固设于相对位于该内框架上方位置的内支架上，各电磁元件固设于相对位于该外框架上方位置的外支架上。

所述各磁性元件固设于相对位于该内框架下方位置的内支架上，各电磁元件固设于相对位于该外框架下方位置的外支架上。

所述各磁性元件分别固设于预先设定的风叶板上，各电磁元件分别固设于预先设定的导流板上。

所述磁力控制模组电气连接有至少一分别位于各电磁元件周边处的感应元件，由各感应元件在磁性元件与电磁元件交会时，产生令该磁力控制模组对电磁元件通电的反应动作。

所述各感应元件为一微动开关。

所述各感应元件为一光电开关。

所述各感应元件为一磁簧开关。

所述转速侦测模组，设有一供侦测该风叶轮转速的转速侦测器。

所述转速侦测模组，设有一与该发电机组电气连接，供侦测该发电机组发电功率的功率侦测器。

具体而言，本发明所揭露的风力发电设备，经启动运转后，除可透过磁力控制模组将发电机组极小部分的电力回授至电磁元件，产生推动风叶轮运转的辅助动力，藉以在风力不足或风力不连续的条件下，亦能常态保持稳定转速，进而维持应有的发电的效率之外，更可在转速侦测模组的作用下，当风叶轮的转速超过安全设定值时，停止对电磁元件供电，使当磁性元件与电磁元件交会时，由磁性元件与未通电的电磁元件相互产生磁吸作用令风叶轮减速，达到防止发电机组运转过载的安全防护效果。

附图说明

图1为本发明第一实施例的风力发电设备外观立体图。

图2为本发明第一实施例的风力发电设备结构分解图。

图3为本发明第一实施例中磁性元件与电磁元件的相对位置放大示意图。

图4为本发明第一实施例的风力发电设备结构侧视图。

图5为本发明第二实施例的风力发电设备结构侧视图。

图6为本发明第三实施例的风力发电设备中风叶轮与导风模组的结构分解图。

图7为本发明第三实施例中磁性元件与电磁元件的相对位置放大示意图。

图8为本发明第四实施例的风力发电设备中风叶轮与导风模组的结构分解图。

图号说明：

10风叶轮

11转轴

12内框架

121内支架

13风叶板

20发电机组

30磁性元件

40电磁元件

50磁力控制模组

60转速侦测模组

70导风模组

71外框架

711外支架

72导流板。

具体实施方式

本发明主要提供一种经启动运转后，即能够自行产生运转辅助动力，使在风力不足的条件下亦能常态保持稳定转速的风力发电设备，如图1至图4所示，本发明的风力发电设备，基本上设有一受风力带动旋转的风叶轮10，以及一受该风叶轮10驱动运转发电的发电机组20；其特征在于：该风力发电设备于该风叶轮10上固设至少一可随该风叶轮10绕行的磁性元件30，于该风叶轮10周边相对于磁性元件30的绕行路径处，固设至少一与磁性元件30对应配置的电磁元件40；于实施时，所述电磁元件40可以为一电磁线圈，所述磁性元件30可以为一永久磁石。

该风力发电设备，另设有一电气连接于该发电机组20与全数电磁元件40之间的磁力控制模组50，该磁力控制模组50且被设定当磁性元件30绕行至与所对应的电磁元件40交会时，即对全数电磁元件40通电，使电磁元件40产生对磁性元件30形成排斥作用的磁力线，且在磁性元件30继续绕行至与所对应的电磁元件40达到预先设定的距离时，即令全数电磁元件40断电。

据以，本发明的风力发电设备，于使用时，可由风力推动风叶轮10旋转，且在风叶轮10的带动下，驱动发电机组20运转发电；尤其，当整体风力发电设备启动运转后，仅需要将发电机组20极小部分的电力透过磁力控制模组50回授至电磁元件40，即可利用电磁元件40与磁性元件30之间的磁力交互作用，产生推动风叶轮10运转的辅助动力，纵使在风力不足或风力不连续的条件下，亦能常态保持稳定转速，进而维持应有的发电的效率。

本发明的风力发电设备，于实施时，可进一步设有一与该磁力控制模组50电气连接的转速侦测模组60；于实施时，所述转速侦测模组60可以设有一供侦测该风叶轮10转速的转速侦测器(图略)，藉以直接侦测风叶轮10的转速；所述转速侦测模组60亦可以设有一与该发电机组20电气连接，供侦测该发电机组20发电功率的功率侦测器(图略)，由其所侦测的发电机组20发电功率，反应风叶轮10的转速。

该转速侦测模组60预先设定一转速门槛值，且被设定当该风叶轮10的转速到达转速槛值时，即令该磁力控制模组50停止对电磁元件40供电；亦即，当风叶轮10的转速超过安全设定值时，则立即停止对电磁元件40供电，使当磁性元件30与电磁元件40交会时，可由磁性元件30与未通电的电磁元件40相互产生磁吸作用令风叶轮10减速，达到防止发电机组20运转过载的安全防护效果。

再者，本发明的风力发电设备，亦可进一步于该风叶轮10的外围设有一导风模组70；该风叶轮10于一转轴11上固设有一组由两个内支架121对应构成的内框架12，于该内框架12周缘设有复数连接于两个内支架121之间的风叶板13。

至于，该导风模组70于该风叶轮10的转轴11上轴设一组由两个外支架711对应构成的外框架71，另于该外框架71的周缘设有有复数连接于两个外支架711之间，且与风叶板13保持预先设定间距的导流板72，主要在导风模组70的作用下，将周围的气流导引集中作用于相对位在内圈的风叶板13上，使风叶轮10得以片模组得以轻易的起动运转，并且可以获致较佳的运转效能，更可藉以省去复杂的风叶板13结构设计，使整体风力发电设备相对较容易加工制造。

本发明的风力发电设备，在上揭风叶轮10及导风模组70的结构型态下，所述各磁性元件30可如图1至图4所示，固设于相对位于该内框架12上方位置的内支架121上，各电磁元件40则固设于相对位于该外框架71上方位置的外支架711上。

当然，所述各磁性元件30亦可如图5所示，固设于相对位于该内框架12下方位置的内支架121上，各电磁元件40则固设于相对位于该外框架71下方位置的外支架711上。

甚至于，所述各磁性元件30可如图6至图7所示，分别固设于预先设定的风叶板13上，各电磁元件40则分别固设于预先设定的导流板72上，并且可利用风叶板13及导流板72的纵长设计，在相同的风叶板13及导流板72上，分别设置多个磁性元件30及电磁元件40，藉以提升其可以产生的辅助动力，而该等磁性元件30、电磁元件40依照风力发电设备大小选择性配置。

附带一提的是，不论磁性元件30及电磁元件40采用上揭任一种实施型态配置，所述磁力控制模组50可电气连接有至少一分别位于各电磁元件周边处的感应元件(图略)，由各感应元件在磁性元件与电磁元件交会时，产生令该磁力控制模组对电磁元件通电的反应动作；于实施时，所述各感应元件为一微动开关，或是为一光电开关，或是为一磁簧开关。

与传统现有技术相较，本发明所揭露的风力发电设备，经启动运转后，除可透过磁力控制模组将发电机组极小部分的电力回授至电磁元件，产生推动风叶轮运转的辅助动力，藉以在风力不足或风力不连续的条件下，亦能常态保持稳定转速，进而维持应有的发电的效率之外，更可在转速侦测模组的作用下，当风叶轮的转速超过安全设定值时，停止对电磁元件供电，使当磁性元件与电磁元件交会时，由磁性元件与未通电的电磁元件相互产生磁吸作用令风叶轮减速，达到防止发电机组过载的安全防护效果。

Claims (12)

1.一种风力发电设备，设有一受风力带动旋转的风叶轮，以及一受该风叶轮驱动运转发电的发电机组；其特征在于：

该风力发电设备于该风叶轮上固设至少一可随该风叶轮绕行的磁性元件，于该风叶轮周边相对于磁性元件的绕行路径处，固设至少一与磁性元件对应配置的电磁元件，另设有一电气连接于该发电机组与全数电磁元件之间的磁力控制模组，该磁力控制模组且被设定当磁性元件绕行至与所对应的电磁元件交会时，即对全数电磁元件通电，使电磁元件产生对磁性元件形成排斥作用的磁力线，且在磁性元件继续绕行至与所对应的电磁元件达到预先设定的距离时，即令全数电磁元件断电。

2.如权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于，该风力发电设备，设有一与该磁力控制模组电气连接的转速侦测模组，该转速侦测模组预先设定一转速门槛值，且被设定当该风叶轮的转速到达转速槛值时，即令该磁力控制模组停止对电磁元件供电。

3.如权利要求1或2所述的风力发电设备，其特征在于，该风力发电设备，于该风叶轮的外围设有一导风模组；该风叶轮于一转轴上固设有一组由两个内支架对应构成的内框架，于该内框架周缘设有复数连接于两个内支架之间的风叶板；该导风模组于该风叶轮的转轴上轴设一组由两个外支架对应构成的外框架，另于该外框架的周缘设有有复数连接于两个外支架之间，且与风叶板保持预先设定间距的导流板。

4.如权利要求3所述的风力发电设备，其特征在于，各磁性元件固设于相对位于该内框架上方位置的内支架上，各电磁元件固设于相对位于该外框架上方位置的外支架上。

5.如权利要求3所述的风力发电设备，其特征在于，各磁性元件固设于相对位于该内框架下方位置的内支架上，各电磁元件固设于相对位于该外框架下方位置的外支架上。

6.如权利要求3所述的风力发电设备，其特征在于，各磁性元件分别固设于预先设定的风叶板上，各电磁元件分别固设于预先设定的导流板上。

7.如权利要求1或2所述的风力发电设备，其特征在于，该磁力控制模组电气连接有至少一分别位于各电磁元件周边处的感应元件，由各感应元件在磁性元件与电磁元件交会时，产生令该磁力控制模组对电磁元件通电的反应动作。

8.如权利要求7所述的风力发电设备，其特征在于，各感应元件为一微动开关。

9.如权利要求7所述的风力发电设备，其特征在于，各感应元件为一光电开关。

10.如权利要求7所述的风力发电设备，其特征在于，各感应元件为一磁簧开关。

11.如权利要求2所述的风力发电设备，其特征在于，该转速侦测模组，设有一供侦测该风叶轮转速的转速侦测器。

12.如权利要求2所述的风力发电设备，其特征在于，该转速侦测模组，设有一与该发电机组电气连接，供侦测该发电机组发电功率的功率侦测器。