CN110230573A - 活叶风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发电机，并且更具体地涉及一种活叶风力发电机，包括叶片、磁轭壳体，所述的磁轭壳体包括上壳体和下壳体，定子轴穿设在上壳体和下壳体的中心位置，与定子轴同轴设置有发电机，当风力大且发电量较大时，所述的第一叶片与第二叶片重叠设置；当风力小且发电量较小时，所述的第一叶片在齿轮部件的驱动下延叶片滑道与所述的第二叶片分离设置，增加所述风力发电机的叶片数量。本发明能够根据风速状况，自动更改叶片数量，保证了活叶风力发电机在高风速或低风速环境中均具有较高的发电效率。结构简单，加工制造成本低。

Description

活叶风力发电机
技术领域
本发明涉及发电机，并且更具体地涉及一种活叶风力发电机。
背景技术
随着社会的进步，人类的环保意识不断加强。传统的高污染的不可再生能源已无法满足人们的使用需求，人类开始选用太阳能，风能，水电，地热能等新能源。
风能是利用气流产生可用能量。利用风力驱动风轮旋转，将风的动能转化为风轮轴的机械能，进而通过风轮轴驱动发电机旋转发电。
现有技术下的风力涡轮发电机可以分为三叶片型和六叶片型。三叶型适用在高风速环境下，而六叶型适用在在低风速环境。然而现有技术下的风力涡轮发电机只具有三叶片型或六叶片型中的一种。当风速条件变化时，风力涡轮发电机不能实时调整到最适叶片型模式，持续保持在高度发电状态，因此发电效率较低，且极易损坏设备。
参照说明书附图4，是公开号为CN207960839U的中国发明专利，其公开了一种智能变频风力发电机，包括磁轭壳体、叶轮17、尾翼18和连接杆19，磁轭壳体由上壳体和下壳体组成，上壳体和下壳体内还设置有定子轴，智能变频风力发电机还包括智能控制箱20，智能控制箱由风力传感器和智能控制器组成，定子轴上固连有定子盘，定子盘上绕设有若干组绕组，绕组上的三相引线伸进智能控制箱内与相配合的智能控制器相固连，风力传感器感应微风信号时，智能控制器内的电路变为串联电路，风力传感器感应大风信号时，智能控制器内的电路为并联电路。
不难看出，该文献公开的一种智能变频风力发电机只是从电路结构上解决了发电机在不同风力下发电效率问题，并没有从根本上解决六叶型风力涡轮发电机在低风速环境的适用问题，在高风速环境下，发电机发电效率仍然较低。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种活叶风力发电机，能够根据风速状况，自动更改叶片数量，保证了其在高风速或低风速环境中均具有较高的发电效率。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种活叶风力发电机，包括叶片、磁轭壳体，所述的磁轭壳体包括上壳体和下壳体，定子轴穿设在上壳体和下壳体的中心位置，与定子轴同轴设置有发电机，所述的下壳体固定在定子轴上，上壳体相对于下壳体转动设置在定子轴上；在上壳体的外周上设有至少两个第一叶片，在与第一叶片对应的下壳体上设有叶片滑道，上壳体通过齿轮部件安装在下壳体的安装空腔内，齿轮部件的驱动轴伸出上壳体并与电机连接，电机驱动齿轮部件运动，从而驱动上壳体相对于下壳体转动，上壳体的转动使第一叶片沿着叶片滑道左右滑动，对应在叶片滑道左、右任一端部的下壳体外周上设有第二叶片；
当风力大且发电量较大时，所述的第一叶片与第二叶片重叠设置；
当风力小且发电量较小时，所述的第一叶片在齿轮部件的驱动下延叶片滑道与所述的第二叶片分离设置，增加所述风力发电机的叶片数量。
进一步的，所述的齿轮部件包括设置在上壳体上的第一齿轮组，第二齿轮组设置在下壳体的安装空腔内，当上壳体安装在下壳体的安装空腔内时，第一齿轮组与第二齿轮组啮合；所述电机驱动第一齿轮组和第二齿轮组旋转，从而使上壳体相对于下壳体旋转。
进一步的，所述的上壳体通过滚珠轴承安装在定子轴上。
进一步的，所述的叶片滑道长度为以10-80度中心角对应的弧长。
进一步的，所述第一叶片设置的数量等于第二叶片的设置数量。
进一步的，所述的第一叶片和第二叶片均为三个，三个第一叶片和三个第二叶片的间距均为120度，叶片滑道长度为60度中心角的弧长，
当第一叶片与第二叶片重叠时，所述发电机为3叶片模式；
当第一叶片与第二叶片分离时，其中一个第二叶片位于两个第一叶片之间，所述发电机为6叶片模式，此时，相邻叶片之间的角度为60度。
进一步的，所述的第一叶片和第二叶片均为2个，两个第一叶片和两个第二叶片的间距均为90度，叶片滑道长度为90度中心角的弧长，
当第一叶片与第二叶片重叠时，所述发电机为2叶片模式；
当第一叶片与第二叶片分离时，其中一个第二叶片位于两个第一叶片之间，所述发电机为4叶片模式，此时，相邻叶片之间的角度为90度。
进一步的，还包括设置在发电机外壳上的电压传感器和电机控制器，发电机、电压传感器、电机控制器、电机依次电连接，所述的电压传感器判断发电机产生的电压值，电机控制器根据电压传感器感应的电压值控制第一叶片与第二叶片的位置，从而改变所述风力发电机的叶片数量。
进一步的，还包括磁轭壳体的锁紧机构，锁紧机构包括锁紧齿轮、锁紧螺钉，锁紧齿轮设置在下壳体安装空腔内，在上壳体设有安装孔，锁紧螺钉穿设且固定在安装孔内，同时，锁紧螺钉又通过锁紧螺钉上设有的齿条与锁紧齿轮啮合；锁紧齿轮与电机电连接，当所述发电机处于风速大小转换时，电机驱动锁紧齿轮旋转，进而带动锁紧螺钉上下移动，使上壳体和下壳体分离；当所述风力发电机风速大小转换完成，叶片恢复重叠设置后，通过锁紧机构使上壳体和下壳体锁紧，使旋转机构更加稳固。
进一步的，还包括设置在发电机外壳上的电压传感器和电机控制器，所述的发电机、电压传感器、电机控制器、电机、电机依次电连接，以改变所述风力发电机的叶片数量，且使上壳体和下壳体分离或锁紧。
本发明的有益效果是：能够根据风速状况，自动更改叶片数量，保证了活叶风力发电机在高风速或低风速环境中均具有较高的发电效率。结构简单，加工制造成本低。
附图说明
图1是本发明的等轴测视图；
图2是本发明的内部结构图；
图3本发明处于高风速环境下的结构图；
图4本发明背景技术智能变频风力发电机的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：如图1至图3所示，一种活叶风力发电机，包括叶片、磁轭壳体，所述的磁轭壳体包括上壳体6和下壳体8，定子轴11穿设在上壳体6和下壳体8的中心位置，与定子轴11同轴设置有发电机4，其特征在于，所述的下壳体8固定在定子轴11上，上壳体6相对于下壳体8转动设置在定子轴11上，所述的上壳体6通过滚珠轴承12安装在定子轴11上；在上壳体6的外周上设有至少两个第一叶片7，在与第一叶片7对应的下壳体8上设有叶片滑道10，上壳体6通过齿轮部件安装在下壳体8的安装空腔内，齿轮部件的驱动轴伸出上壳体8并与电机141连接，电机141驱动齿轮部件运动，从而驱动上壳体6相对于下壳体8转动，上壳体6的转动使第一叶片7沿着叶片滑道10左右滑动，所述的叶片滑道10长度为以10-80度中心角对应的弧长，对应在叶片滑道10左、右任一端部的下壳体8外周上设有第二叶片9；所述第一叶片7设置的数量等于第二叶片9的设置数量；
当风力大且发电量较大时，所述的第一叶片7与第二叶片9重叠设置；
当风力小且发电量较小时，所述的第一叶片7在齿轮部件的驱动下延叶片滑道10与所述的第二叶片9分离设置，增加所述风力发电机的叶片数量。
所述的齿轮部件包括设置在上壳体6上的第一齿轮组15，第二齿轮组16设置在下壳体8的安装空腔内，当上壳体6安装在下壳体8的安装空腔内时，第一齿轮组15与第二齿轮组16啮合；所述电机141驱动第一齿轮组15和第二齿轮组16旋转，从而使上壳体6相对于下壳体8旋转。
还包括设置在发电机4外壳上的电压传感器和电机控制器，发电机4、电压传感器、电机控制器、电机141依次电连接，所述的电压传感器判断发电机4产生的电压值，电机控制器根据电压传感器感应的电压值控制第一叶片7与第二叶片9的位置，从而改变所述风力发电机1的叶片数量。
实施例2，与实施例1相同，不同的是：所述的第一叶片和第二叶片均为三个，三个第一叶片7和三个第二叶片9的间距均为120度，叶片滑道10长度为60度中心角的弧长，
当第一叶片7与第二叶片9重叠时，所述发电机为3叶片模式；
当第一叶片7与第二叶片9分离时，其中一个第二叶片9位于两个第一叶片7之间，所述发电机为6叶片模式，此时，相邻叶片之间的角度为60度。
实施例3，与实施例1相同，不同的是：所述的第一叶片和第二叶片均为2个，两个第一叶片7和两个第二叶片9的间距均为90度，叶片滑道10长度为90度中心角的弧长，
当第一叶片7与第二叶片9重叠时，所述发电机为2叶片模式；
当第一叶片7与第二叶片9分离时，其中一个第二叶片9位于两个第一叶片7之间，所述发电机为4叶片模式，此时，相邻叶片之间的角度为90度。
实施例4，与实施例1相同，不同的是：还包括磁轭壳体的锁紧机构，锁紧机构包括锁紧齿轮18、锁紧螺钉17，锁紧齿轮18设置在下壳体8安装空腔内，在上壳体6设有安装孔，锁紧螺钉17穿设且固定在安装孔内，同时，锁紧螺钉17又通过锁紧螺钉17上设有的齿条与锁紧齿轮18啮合；锁紧齿轮18与电机142电连接，当所述发电机处于风速大小转换时，电机142驱动锁紧齿轮18旋转，进而带动锁紧螺钉17上下移动，使上壳体6和下壳体8分离；当所述风力发电机风速大小转换完成，叶片恢复重叠设置后，通过锁紧机构使上壳体6和下壳体8锁紧，使旋转机构更加稳固。
还包括设置在发电机4外壳上的电压传感器和电机控制器，所述的发电机4、电压传感器、电机控制器、电机141、电机142依次电连接，以改变所述风力发电机1的叶片数量，且使上壳体6和下壳体8分离或锁紧。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活叶风力发电机，包括叶片、磁轭壳体，所述的磁轭壳体包括上壳体和下壳体，定子轴穿设在上壳体和下壳体的中心位置，与定子轴同轴设置有发电机，其特征在于，所述的下壳体固定在定子轴上，上壳体相对于下壳体转动设置在定子轴上；在上壳体的外周上设有至少两个第一叶片，在与第一叶片对应的下壳体上设有叶片滑道，上壳体通过齿轮部件安装在下壳体的安装空腔内，齿轮部件的驱动轴伸出上壳体并与电机连接，电机驱动齿轮部件运动，从而驱动上壳体相对于下壳体转动，上壳体的转动使第一叶片沿着叶片滑道左右滑动，对应在叶片滑道左、右任一端部的下壳体外周上设有第二叶片；
当风力大且发电量较大时，所述的第一叶片与第二叶片重叠设置；
当风力小且发电量较小时，所述的第一叶片在齿轮部件的驱动下延叶片滑道与所述的第二叶片分离设置，增加所述风力发电机的叶片数量。
2.如权利要求1所述的活叶风力发电机，其特征在于，所述的齿轮部件包括设置在上壳体上的第一齿轮组，第二齿轮组设置在下壳体的安装空腔内，当上壳体安装在下壳体的安装空腔内时，第一齿轮组与第二齿轮组啮合；所述电机驱动第一齿轮组和第二齿轮组旋转，从而使上壳体相对于下壳体旋转。
3.如权利要求1所述的活叶风力发电机，其特征在于，所述的上壳体通过滚珠轴承安装在定子轴上。
4.如权利要求1所述的活叶风力发电机，其特征在于，所述的叶片滑道长度为以10-80度中心角对应的弧长。
5.如权利要求1所述的活叶风力发电机，其特征在于，所述第一叶片设置的数量等于第二叶片的设置数量。
6.如权利要求5所述的活叶风力发电机，其特征在于，所述的第一叶片和第二叶片均为三个，三个第一叶片和三个第二叶片的间距均为120度，叶片滑道长度为60度中心角的弧长，
当第一叶片与第二叶片重叠时，所述发电机为3叶片模式；
当第一叶片与第二叶片分离时，其中一个第二叶片位于两个第一叶片之间，所述发电机为6叶片模式，此时，相邻叶片之间的角度为60度。
7.如权利要求5所述的活叶风力发电机，其特征在于，所述的第一叶片和第二叶片均为2个，两个第一叶片和两个第二叶片的间距均为90度，叶片滑道长度为90度中心角的弧长，
当第一叶片与第二叶片重叠时，所述发电机为2叶片模式；
当第一叶片与第二叶片分离时，其中一个第二叶片位于两个第一叶片之间，所述发电机为4叶片模式，此时，相邻叶片之间的角度为90度。
8.如权利要求1所述的活叶风力发电机，其特征在于，还包括设置在发电机外壳上的电压传感器和电机控制器，发电机、电压传感器、电机控制器、电机依次电连接，所述的电压传感器判断发电机产生的电压值，电机控制器根据电压传感器感应的电压值控制第一叶片与第二叶片的位置，从而改变所述风力发电机的叶片数量。
9.如权利要求1-8任一所述的活叶风力发电机，其特征在于，还包括磁轭壳体的锁紧机构，锁紧机构包括锁紧齿轮、锁紧螺钉，锁紧齿轮设置在下壳体安装空腔内，在上壳体设有安装孔，锁紧螺钉穿设且固定在安装孔内，同时，锁紧螺钉又通过锁紧螺钉上设有的齿条与锁紧齿轮啮合；锁紧齿轮与电机电连接，当所述发电机处于风速大小转换时，电机驱动锁紧齿轮旋转，进而带动锁紧螺钉上下移动，使上壳体和下壳体分离；当所述风力发电机风速大小转换完成，叶片恢复重叠设置后，通过锁紧机构使上壳体和下壳体锁紧，使旋转机构更加稳固。
10.如权利要求9所述的活叶风力发电机，其特征在于，还包括设置在发电机外壳上的电压传感器和电机控制器，所述的发电机、电压传感器、电机控制器、电机、电机依次电连接，以改变所述风力发电机的叶片数量，且使上壳体和下壳体分离或锁紧。
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