CN108612628A - 一种家用型风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种家用型风力发电装置，包括机壳、叶片、主轴、从轴、电磁离合器与电箱,所述叶片与电磁离合器均安装在主轴上；所述电磁离合器与控制模块连接,主轴的一端连接有主动齿，主动齿通过传动链条与从动齿连接，传动链条穿过角度调节器；所述从动齿安装在从轴的一端，从轴上套接有发电机转子，电箱的内壁上安装有发电机定子；所述电箱与机壳的内壁滑动安装，电箱的一面与气缸的一端连接，气缸的另一端固定安装在机壳的内壁上；本发明根据叶片的转速来进行实时调节，使发电机转子保持在一个良好的转速，既不会由于转速过高对发电机的结构造成损坏，也不会由于转速过低而降低发电机的发电效率，结构体积较小，适用于家庭单位使用。

Description

一种家用型风力发电装置
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，具体的，涉及一种家用型风力发电装置。
背景技术
风能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，其发电过程不会对环境造成污染与破坏，利用风力发电也是目前的集中主要的清洁能源之一，风力发电机组是一种将风能转化为电能的装置，但是现在的风力发电主要是有组织的大型风电机组，这种风力发电方式的成本较高，安装要求高，而且发电机组体积大，占地面积大，只适用于大规模的风电生产。
因此如果希望风电能够得到推广，就需要适当的降低风力发电机的体积，使其便于安装与维护，更加适合小规模的发电需求，但是小型的风力发电机由于无法依靠安装变桨轴承与变桨驱动电机来改变叶片的角度，且由于叶片质量较小，惯性小，因此风力发电机叶片的转速会受到风速较大的影响，如果无法控制风力发电机叶片的转速，在风力较大时会对发电机以及叶片本身造成结构上的损伤，加速了发电机的老化与损坏，而在一些地区风速常年较低，无法使风力发电机得到一个足够的转速，为了解决这一问题，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种家用型风力发电装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种家用型风力发电装置，包括机壳、叶片、主轴、从轴、电磁离合器与电箱,所述叶片与电磁离合器均安装在主轴上，电箱安装在机壳内；
所述机壳的两端分别安装有前端机壳与尾端机壳，叶片安装在主轴的一端，前端机壳通过轴承支撑主轴，主轴上套接有电磁离合器，电磁离合器与控制模块连接,主轴的另一端连接有主动齿，主动齿通过传动链条与从动齿连接，传动链条穿过角度调节器；
所述从动齿安装在从轴的一端，从轴上套接有发电机转子，电箱的内壁上安装有发电机定子；
所述电箱与机壳的内壁滑动安装，电箱的一面与气缸的一端连接，气缸的另一端固定安装在机壳的内壁上；
所述控制模块包括数据接收单元、判断单元与控制单元，控制模块与转速检测模块连接，转速检测模块实时测量主轴的转速，并将所测转速传输至数据接收单元，数据接收单元将所接收的转速数据传输给判断单元，并根据所接收的实时在转速作为判断根据来判断做出反应，并通过控制单元来实现。
作为本发明的进一步方案，所述主轴上套接有支撑轴承，支撑轴承的外壁通过刚性材料与机壳的内壁连接。
作为本发明的进一步方案，所述从动齿是由多个分度圆直径不同的齿轮依次同轴连接而成。
作为本发明的进一步方案，所述角度调节器包括固定件、连接件、夹合件与调节齿轮，调节齿轮转动安装在两个夹合件之间，调节齿轮与主动齿在同一平面上，夹合件通过扭力弹簧与连接件的一端连接，连接件的另一端固定安装在固定件上。
作为本发明的进一步方案，所述判断单元的判断流程如下所示：
当主轴的转速≥R时，控制单元通过控制电磁离合器间歇制动来降低主轴的转速，使主轴的转速能够保持在一个合理的范围内；
当从轴的转速≥r时，控制单元通过控制电磁离合器制动来降低主轴的转速，当主轴的转速降至t时，控制单元控制气缸移动来提高从动齿的分度圆直径，再解除电磁离合器对主轴的制动效果，从而降低从轴的转速，使从轴的转速保持在一个合理的范围内；
当从轴的转速≤n时，控制单元通过控制电磁离合器制动来降低主轴的转速，当主轴的转速降至t时，控制单元控制气缸移动来降低从动齿的分度圆直径，再解除电磁离合器对主轴的制动效果，从而提高从轴的转速，使从轴的转速保持在一个合理的范围内。
本发明的有益效果：本发明在工作时可以根据叶片的转速来进行实时调节，使发电机转子始终保持在一个良好的转速，既不会由于转速过高对发电机的结构造成损坏，也不会由于转速过低而降低发电机的发电效率，由于结构体积较小，可以适用于家庭单位使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是角度调节器的结构示意图；
图3是电磁离合器的控制流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种家用型风力发电装置，如图1所示，包括机壳1、叶片2、主轴3、从轴51、电磁离合器32与电箱5,所述叶片2安装在主轴3上，电磁离合器32安装在主轴3上，从轴51安装在电箱5上。
所述机壳1的两端分别安装有前端机壳11与尾端机壳12，所述叶片2安装在主轴3的一端，以带动主轴3转动，前端机壳11通过轴承31支撑主轴3，主轴3上套接有电磁离合器32，主轴3的另一端连接有主动齿34，主轴3上还套接有支撑轴承33，支撑轴承33的外壁通过钢筋等刚性材料与机壳1的内壁连接，用以提高主轴3的稳定性。本发明还包括用于控制电磁离合器32制动的控制模块(图中未画出)，电磁离合器32与控制模块连接,当满足制动条件时，控制模块会控制电磁离合器32制动，停止主轴3的转动或降低主轴3的转速。
所述主动齿34通过传动链条与从动齿52连接，传动链条还穿过角度调节器6，角度调节器6固定安装在机壳1的内壁上，如图2所示，所述角度调节器6包括固定件61、连接件62、夹合件64与调节齿轮63，调节齿轮63转动安装在两个夹合件64之间，调节齿轮63与主动齿34在同一平面上，夹合件64通过扭力弹簧与连接件62的一端连接，在扭力弹簧的作用下，夹合件64与连接件62可以在一定的角度范围内发生转动，因此可以对传动链条的张紧程度在一定范围内进行调节，连接件62的另一端固定安装在固定件61上，固定件61上开有螺孔，角度调节器6通过固定件61固定安装在机壳1的内壁上。
所述从动齿52是由多个分度圆直径不同的齿轮依次同轴连接而成，从动齿52安装在从轴51的一端，从轴51上套接有发电机转子53，从轴51通过两组从动轴承55转动安装在电箱5上，电箱5的内壁上相应于发电机转子53固定安装有发电机定子54；
所述电箱5与机壳1的内壁滑动安装，电箱5的一面与气缸4的一端连接，气缸4的另一端固定安装在机壳1的内壁上，通过气缸4驱动电箱5做短距离的运动可以改变从动齿52的位置，从而改变与主动齿34连接的从动齿52的分度圆直径，从而来调节从轴51的转速。
如图3所示，所述控制模块包括数据接收单元、判断单元与控制单元，控制模块与转速检测模块连接，转速检测模块实时测量主轴3的转速，并将所测转速传输至数据接收单元，数据接收单元将所接收的转速数据传输给判断单元，并根据所接收的实时在转速作为判断根据来判断应该做出什么反应，并通过控制单元来实现，判断单元的详细判断流程如下所示：
当主轴3的转速≥R时，控制单元通过控制电磁离合器32间歇制动来降低主轴3的转速，使主轴3的转速能够保持在一个合理的范围内；
当从轴51的转速≥r时，控制单元通过控制电磁离合器32制动来降低主轴3的转速，当主轴3的转速降至t时，控制单元控制气缸4移动来提高从动齿52的分度圆直径，再解除电磁离合器32对主轴的制动效果，从而降低从轴51的转速，使从轴51的转速保持在一个合理的范围内；
当从轴51的转速≤n时，控制单元通过控制电磁离合器32制动来降低主轴3的转速，当主轴3的转速降至t时，控制单元控制气缸4移动来降低从动齿52的分度圆直径，再解除电磁离合器32对主轴的制动效果，从而提高从轴51的转速，使从轴51的转速保持在一个合理的范围内。
本发明在工作时可以根据叶片的转速来进行实时调节，使发电机转子始终保持在一个良好的转速，既不会由于转速过高对发电机的结构造成损坏，也不会由于转速过低而降低发电机的发电效率，由于结构体积较小，可以适用于家庭单位使用。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种家用型风力发电装置，其特征在于，包括机壳(1)、叶片(2)、主轴(3)、从轴(51)、电磁离合器(32)与电箱(5),所述叶片(2)与电磁离合器(32)均安装在主轴(3)上，电箱(5)安装在机壳(1)内；
所述机壳(1)的两端分别安装有前端机壳(11)与尾端机壳(12)，叶片(2)安装在主轴(3)的一端，前端机壳(11)通过轴承(31)支撑主轴(3)，主轴(3)上套接有电磁离合器(32)，电磁离合器(32)与控制模块连接,主轴(3)的另一端连接有主动齿(34)，主动齿(34)通过传动链条与从动齿(52)连接，传动链条穿过角度调节器(6)；
所述从动齿(52)安装在从轴(51)的一端，从轴(51)上套接有发电机转子(53)，电箱(5)的内壁上安装有发电机定子(54)；
所述电箱(5)与机壳(1)的内壁滑动安装，电箱(5)的一面与气缸(4)的一端连接，气缸(4)的另一端固定安装在机壳(1)的内壁上；
所述控制模块包括数据接收单元、判断单元与控制单元，控制模块与转速检测模块连接，转速检测模块实时测量主轴(3)的转速，并将所测转速传输至数据接收单元，数据接收单元将所接收的转速数据传输给判断单元，并根据所接收的实时在转速作为判断根据来判断做出反应，并通过控制单元来实现。
2.根据权利要求1所述的一种家用型风力发电装置，其特征在于，所述主轴(3)上套接有支撑轴承(33)，支撑轴承(33)的外壁通过刚性材料与机壳(1)的内壁连接。
3.根据权利要求1所述的一种家用型风力发电装置，其特征在于，所述从动齿(52)是由多个分度圆直径不同的齿轮依次同轴连接而成。
4.根据权利要求1所述的一种家用型风力发电装置，其特征在于，所述角度调节器(6)包括固定件(61)、连接件(62)、夹合件(64)与调节齿轮(63)，调节齿轮(63)转动安装在两个夹合件(64)之间，调节齿轮(63)与主动齿(34)在同一平面上，夹合件(64)通过扭力弹簧与连接件(62)的一端连接，连接件(62)的另一端固定安装在固定件(61)上。
5.根据权利要求1所述的一种家用型风力发电装置，其特征在于，所述判断单元的判断流程如下所示：
当主轴(3)的转速≥R时，控制单元通过控制电磁离合器(32)间歇制动来降低主轴(3)的转速，使主轴(3)的转速能够保持在一个合理的范围内；
当从轴(51)的转速≥r时，控制单元通过控制电磁离合器(32)制动来降低主轴(3)的转速，当主轴(3)的转速降至t时，控制单元控制气缸(4)移动来提高从动齿(52)的分度圆直径，再解除电磁离合器(32)对主轴的制动效果，从而降低从轴(51)的转速，使从轴(51)的转速保持在一个合理的范围内；
当从轴(51)的转速≤n时，控制单元通过控制电磁离合器(32)制动来降低主轴(3)的转速，当主轴(3)的转速降至t时，控制单元控制气缸(4)移动来降低从动齿(52)的分度圆直径，再解除电磁离合器(32)对主轴的制动效果，从而提高从轴(51)的转速，使从轴(51)的转速保持在一个合理的范围内。
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