CN109751191A - 单摆挂式翼型风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于风力发电机技术领域，涉及一种单摆挂式翼型风力发电机，包括悬挂装置、方向控制装置、固定装置、发电机驱动轴、单摆杆、重物式翼型桨叶、迎角控制器和发电机舱。工作时，重物式翼型桨叶不仅作为翼型桨叶迎风工作，还作为单摆重物储存能量，重物式翼型桨叶产生的力矩，通过与单摆杆共振不断为重物式翼型桨叶充能，使重物式翼型桨叶的摆动幅度越来越大，因此，在风速小时也能够工作发电。同理，在应对超强风速时，通过迎角控制器调控重物式翼型桨叶呈一个小迎角，此时重物式翼型桨叶产生的力矩在材料容许范围内，保证发电机结构的安全性。本发明可以在风速较低的时候发电，也梦较好的应对超高风速，在强风情况下桨叶不至于破坏。

Description

单摆挂式翼型风力发电机
技术领域
本发明属于风力发电机技术领域，涉及一种单摆挂式翼型风力发电机，是一种利用对称翼型产生工作力矩的发电方式，特别利用了单摆的共振原理来工作。
背景技术
目前，普通风力发电机由发电机、轮子叶片、机舱、支撑架和尾舵等几个重要部分组成。普通风力发电机只能工作在一定风速范围内，而且由于自然界风速不稳定，普通风力发电机产出的电能频率变化大，真正投入使用转化成本高。同时，自然界风速变化大，普通风力发电机调控方式简陋，因此轮子叶片损坏率极高，进一步导致风力发电机使用成本高。同时，由于普通发电机体积大，只能放置在宽阔的地带，不能利用风力资源丰富的特殊地带。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：解决普通风力发电机只能在风力丰富的气象条件合适的适宜地带的弊端，克服普通风力发电机不容易调控的问题，解决普通风力发电机产能的弊端。本发明提供一种单摆挂式翼型风力发电机，该挂式发电机构型新颖，能够悬挂在很多风力资源丰富但地形复杂的地方，同时，该发电机利用单摆重物不断储存风能，实现在风速较小的情况下也能小功率工作。同时，可以通过控制单摆的摆长来控制单摆的频率，进而调控发电机产出电能的频率。并且，单摆挂式翼型发电机体积较小，还可以调控翼型桨叶的迎角，所以本发电机能很好的应对过高风速，桨叶不容易损坏。
本发明的技术方案：
一种单摆挂式翼型风力发电机，包括悬挂装置1、方向控制装置2、固定装置3、发电机驱动轴4、单摆杆5、重物式翼型桨叶6、迎角控制器7和发电机舱8；
所述的方向控制装置2固定在悬挂装置1的底部，通过悬挂装置1将所述的单摆挂式翼型风力发电机悬挂在安装位置；所述的发电机舱8通过固定装置3固定在方向控制装置2的底部；所述的发电机驱动轴4，其一端与发电机舱8中的发电机主轴相连接，发电机驱动轴4位于水平方向；所述的单摆杆5，其顶端与发电机驱动轴4的另一端固定连接，其底端通过迎角控制器7与重物式翼型桨叶6相连接，迎角控制器7的两端分别与单摆杆5和重物式翼型桨叶6固定连接；
通过方向控制装置2调整重物式翼型桨叶6迎风方向，使重物式翼型桨叶6始终正对来流方向；通过迎角控制器7调整重物式翼型桨叶6的旋转以改变重物式翼型桨叶6的迎角，适应不同的风力大小；风力带动重物式翼型桨叶6左右摆动，产生向上的升力，向上的升力形成扭转力矩推动单摆杆5绕着发电机驱动轴4摆动，最后发电机驱动轴4驱动发电机工作。
所述的重物式翼型桨叶6为翼型桨叶，同时作为重物单摆，储存能量。
工作时，重物式翼型桨叶6不仅作为翼型桨叶迎风工作，还作为单摆重物储存能量。首先根据所需交流电的频率来确定单摆杆5的长度，再调控迎角控制器7转动的周期，使重物式翼型桨叶6的迎角在半个单摆周期的时间内在迎角范围内变化，重物式翼型桨叶6产生的力矩，通过与单摆杆5共振不断为重物式翼型桨叶6充能，使重物式翼型桨叶6的摆动幅度越来越大，因此，在风速小时也能够工作发电。同理，在应对超强风速时，通过迎角控制器7调控重物式翼型桨叶6呈一个小迎角，此时重物式翼型桨叶6产生的力矩在材料容许范围内，保证发电机结构的安全性。
本发明的有益效果：本发明的单摆挂式翼型风力发电机造型独特，可以悬挂在大桥、大楼间，以及一些风力资源丰富但不适合普通发电机工作的地带；同时，本发明利用单摆的储能特性，通过共振作用，不断储存能力，可以在风速较低的时候发电。由于翼型桨叶的工作迎角可以调控，本发明能较好的应对超高风速，在强风情况下桨叶不至于破坏。
附图说明
图1是单摆挂式翼型风力发电机的示意图。
图2是单摆挂式翼型风力发电机的侧视图。
图中：1悬挂装置；2方向控制装置；3固定装置；4发电机驱动轴；5单摆杆；6重物式翼型桨叶；7迎角控制器；8发电机舱。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，一种单摆挂式翼型风力发电机，包括悬挂装置1、方向控制装置2、固定装置3、发电机驱动轴4、单摆杆5、重物式翼型桨叶6、迎角控制器7和发电机舱8。
本发明工作的方式是：通过重物式翼型桨叶6迎风产生力矩带动发电机驱动轴4转动，发电机驱动轴4驱动发电机工作。方向控制装置2顶端固定在悬挂装置1上，底端与固定装置3固接，固定装置3与发电机舱8固接，发电机驱动轴4与发电机舱8内的发电机主轴连接在一起，单摆杆5顶端固定在发动机驱动轴4的端部，单摆杆5的底端通过迎角控制器7与重物式翼型桨叶6连接上，迎角控制器7的两端分别与单摆杆5和重物式翼型桨叶6固定连接，通过迎角控制器7来控制重物式翼型桨叶6旋转改变迎角。
发电机工作时，重点是重物式翼型桨叶6的迎角调控，重物式翼型桨叶6不仅作为翼型桨叶迎风工作，还作为单摆重物来储存能量。首先根据所需交流电频率来确定单摆杆5的长度，再调控迎角控制器7转动的周期，使重物式翼型桨叶6的迎角在半个单摆周期的时间内在迎角范围内变化，由于重物式翼型桨叶6的升力系数很大，重物式翼型桨叶6能够产生足够的工作力矩，通过与单摆杆5共振不断给单摆重物充能，使重物式翼型桨叶6的摆动幅度越来越大，这样，在风速较小的时候也能够工作发电。同理，在应对超强风速时，可以通过迎角控制器7调控重物式翼型桨叶6，使之呈一个小迎角，这样产生的力矩在材料容许范围内，就保证了结构的安全性。
其中，单摆周期公式l为单摆长度。

Claims (2)

1.一种单摆挂式翼型风力发电机，其特征在于，所述的单摆挂式翼型风力发电机包括悬挂装置(1)、方向控制装置(2)、固定装置(3)、发电机驱动轴(4)、单摆杆(5)、重物式翼型桨叶(6)、迎角控制器(7)和发电机舱(8)；
所述的方向控制装置(2)固定在悬挂装置(1)的底部，通过悬挂装置(1)将所述的单摆挂式翼型风力发电机悬挂在安装位置；所述的发电机舱(8)通过固定装置(3)固定在方向控制装置(2)的底部；所述的发电机驱动轴(4)，其一端与发电机舱(8)中的发电机主轴相连接，发电机驱动轴(4)位于水平方向；所述的单摆杆(5)，其顶端与发电机驱动轴(4)的另一端固定连接，其底端通过迎角控制器(7)与重物式翼型桨叶(6)相连接，迎角控制器(7)的两端分别与单摆杆(5)和重物式翼型桨叶(6)固定连接；
通过方向控制装置(2)调整重物式翼型桨叶(6)迎风方向，使重物式翼型桨叶(6)始终正对来流方向；通过迎角控制器(7)调整重物式翼型桨叶(6)的旋转以改变重物式翼型桨叶(6)的迎角，适应不同的风力大小；风力带动重物式翼型桨叶(6)左右摆动，产生向上的升力，向上的升力形成扭转力矩推动单摆杆(5)绕着发电机驱动轴(4)摆动，最后发电机驱动轴(4)驱动发电机工作。
2.根据权利要求1所述的一种单摆挂式翼型风力发电机，其特征在于，所述的重物式翼型桨叶(6)为翼型桨叶，同时作为重物单摆，储存能量。
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