CN117287338A - 风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电机，能够提高能源效率。风力发电机包括：机舱，具有主发电机；水平轴风车，绕水平轴为中心旋转，所述水平轴风车连接所述主发电机，且所述水平轴风车的旋转动力传达到所述主发电机，以使所述主发电机发电；偏航旋转部，连接所述水平轴风车，使所述水平轴风车在偏航方向上旋转﹔以及垂直轴风车，绕垂直轴为中心旋转，所述垂直轴风车连接所述偏航旋转部，且所述垂直轴风车的旋转动力传达到所述偏航旋转部，以辅助所述偏航旋转部的操作。

Description

风力发电机

技术领域

本发明涉及一种风力发电机。

背景技术

近年来，为了可确保对于更多的人负担得起、可靠、可持续且先进的能源的存取，正在进行与对能源的效率化作贡献的提高能源效率的研究开发。可是，在提高能源效率的技术中，风力发电机的驱动电力的消耗是课题。例如，在现有技术中，风力发电机可以具备设有发电机的机舱、连接发电机且可经由风力而旋转的风车、以及使风车在偏航方向上旋转而改变偏航角度的偏航旋转部。为了使偏航旋转部能够驱动风车在偏航方向上旋转，通常会供给额外的电力给偏航旋转部。此时，常见的作法是从风力发电机的系统中对偏航旋转部进行供电，但此举造成用于发电的风力发电机产生过多的电力消耗。本发明为了解决所述课题而以达成提高能源效率为目的，进而有助于能源的效率化，以期能够提高可再生能源在能源总结构中的比重，逐步淘汰污染严重的化石能源。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利公开第2015-161172号公报

发明内容

本发明提供一种风力发电机，能够提高能源效率。

本发明提供一种风力发电机，包括：机舱，具有主发电机；水平轴风车，绕水平轴为中心旋转，所述水平轴风车连接所述主发电机，且所述水平轴风车的旋转动力传达到所述主发电机，以使所述主发电机发电；偏航旋转部，连接所述水平轴风车，使所述水平轴风车在偏航方向上旋转﹔以及垂直轴风车，绕垂直轴为中心旋转，所述垂直轴风车连接所述偏航旋转部，且所述垂直轴风车的旋转动力传达到所述偏航旋转部，以辅助所述偏航旋转部的操作。

在本发明的一实施例中，所述风力发电机还包括；第一动力断接部件，以能够传达动力或切断连接的方式设置在所述垂直轴风车与所述偏航旋转部之间；以及第二动力断接部件，以能够传达动力或切断连接的方式设置在所述水平轴风车与所述垂直轴风车之间。

在本发明的一实施例中，所述风力发电机还包括；辅助发电机以及储电装置，设置在所述垂直轴风车与所述第二动力断接部件之间，所述垂直轴风车的旋转动力传达到所述辅助发电机，以使所述辅助发电机发电，并且所述储电装置储存所述辅助发电机的电力。

在本发明的一实施例中，所述风力发电机还包括；第三动力断接部件，以能够传达动力或切断连接的方式设置在所述垂直轴风车与所述辅助发电机之间。

在本发明的一实施例中，在所述储电装置的电力量超过预定值的情况下，切断所述第三动力断接部件。

在本发明的一实施例中，所述风力发电机还包括；减速机，设置在所述垂直轴风车与所述水平轴风车之间的动力传达路线上，以对所述垂直轴风车的旋转进行减速并将所述垂直轴风车的旋转动力往所述水平轴风车传达。

在本发明的一实施例中，所述风力发电机还包括；控制装置，对所述第一动力断接部件与所述第二动力断接部件的连接以及切断进行控制，其中在所述水平轴风车的偏航角度与风向不一致、且所述垂直轴风车为旋转状态的情况下，所述控制装置将所述第一动力断接部件控制为连接状态。

在本发明的一实施例中，在所述水平轴风车为停止状态、且所述垂直轴风车为旋转状态的情况下，所述控制装置将所述第二动力断接部件控制为连接状态。

在本发明的一实施例中，所述垂直轴风车的启动风速比所述水平轴风车的启动风速小。

在本发明的一实施例中，所述水平轴风车的尺寸大于所述垂直轴风车的尺寸。

基于上述，在本发明的风力发电机中，水平轴风车绕水平轴为中心旋转，且水平轴风车的旋转动力传达到主发电机，以使主发电机发电。相应于此，垂直轴风车绕垂直轴为中心旋转，且垂直轴风车的旋转动力传达到偏航旋转部，以辅助偏航旋转部的操作。如此，使用新增的垂直轴风车所产生的旋转动力来驱动偏航旋转部的操作，使水平轴风车在偏航方向上往适当的方位旋转来配合风向，从而水平轴风车在风力弱的情况下也能够启动旋转。并且，主发电机经由水平轴风车的旋转动力所产生的电力能够完整的提供到后端的电力供应网，不需消耗所产生的电力来驱动偏航旋转部的操作。据此，本发明的风力发电机能够提高能源效率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的风力发电机的外观示意图；

图2是图1所示的风力发电机的变形例的外观示意图；

图3是图1所示的风力发电机的结构示意图；

图4是图3所示的风力发电机的电路图；

图5是图3所示的风力发电机的操作流程图；

图6是本发明的第二实施例的风力发电机的结构示意图；

图7是图6所示的风力发电机的电路图；

图8是图6所示的风力发电机的操作流程图。

附图标记说明：

100、100A：风力发电机；

110：机舱；

112：主发电机；

120：水平轴风车；

122：水平轴转子；

124：水平轴叶片；

130：偏航旋转部；

140：垂直轴风车；

142：垂直轴转子；

144：垂直轴叶片；

150：基座；

160：减速机；

170：控制装置；

180：辅助发电机；

190：储电装置；

A1：水平轴；

A2：垂直轴；

C1：第一动力断接部件；

C2：第二动力断接部件；

C3：第三动力断接部件；

G1、G2、G3：齿轮组；

S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S20、S21、S22：步骤。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。其中，图1是本发明的第一实施例的风力发电机的外观示意图，图2是图1所示的风力发电机的变形例的外观示意图，图3是图1所示的风力发电机的结构示意图，图4是图3所示的风力发电机的电路图，图5是图3所示的风力发电机的操作流程图。并且，图6是本发明的第二实施例的风力发电机的结构示意图，图7是图6所示的风力发电机的电路图，图8是图6所示的风力发电机的操作流程图。以下搭配图1至图5说明本发明第一实施例的风力发电机100的具体结构以及操作流程，且搭配图6至图8说明本发明第二实施例的风力发电机100A的具体结构以及操作流程，但此仅为本发明的其中一些示例，本发明并不以此为限制。

请参考图1，在本发明的第一实施例中，风力发电机100包括机舱110、水平轴风车120、偏航旋转部130、以及垂直轴风车140。机舱110具有主发电机112。水平轴风车120绕水平轴A1为中心旋转，水平轴风车120连接主发电机112，且水平轴风车120的旋转动力传达到主发电机112，以使主发电机112发电。偏航旋转部130连接水平轴风车120，使水平轴风车120在偏航方向上旋转。垂直轴风车140绕垂直轴A2为中心旋转，垂直轴风车140连接偏航旋转部130，且垂直轴风车140的旋转动力传达到偏航旋转部130，以辅助偏航旋转部130的操作。水平轴A1与垂直轴A2为彼此不平行的两个轴向，优选为如图1与图2所示那样彼此垂直。并且，在水平轴风车120经由偏航旋转部130的驱动而在偏航方向上旋转时(例如，往下方旋转)，则虽然水平轴A1与垂直轴A2在侧视视角下彼此不垂直，但在空间中的至少另一平面视角下(例如，俯视视角)仍为彼此垂直(但不以此为限制)。

详细来说，请参照图1与图2，在本实施例中，机舱110例如是具有内部空间的壳体结构，而主发电机112作为风力发电机100的主要结构设置在机舱110内。机舱110的下端另设有基座150，所述基座150从地面往上方延伸，以使机舱110设置在高处。与主发电机112连接的水平轴风车120设置在机舱110的外侧。相应于此，垂直轴风车140可以如图1所示那样地设置在机舱110的外侧，且偏航旋转部130邻近垂直轴风车140而设置在机舱110的内侧。或者，垂直轴风车140可以如图2的变形例所示那样地设置在基座150的外侧，且偏航旋转部130邻近垂直轴风车140而设置在基座150的内侧。由此可知，本发明并不限制偏航旋转部130与垂直轴风车140的设置位置，其可依据需求调整。并且，本发明也不限制机舱110与基座150的形状、尺寸、以及基座150的设置与否，其可依据需求调整。

再者，在本实施例中，如图1与图2所示，所述水平轴风车120包括沿着水平轴A1延伸的水平轴转子122、以及从水平轴转子122往外侧延伸的至少一个水平轴叶片124(优选为两个以上)，通过水平轴叶片124附近的风带动水平轴叶片124，使与水平轴叶片124连接的水平轴转子122绕水平轴A1为中心旋转，由此水平轴风车120能够经由风力而旋转。并且，水平轴转子122往机舱110内延伸并连接主发电机112，从而水平轴风车120的旋转动力能够经由水平轴转子122传达到主发电机112，使主发电机112发电。随后，主发电机112经由水平轴风车120的旋转动力所产生的电力能够提供到后端的电力供应网(未示出)，作为风力发电机100的主要发电源。然而，本发明并不限制水平轴风车120的具体结构，其可依据需求调整。

此外，在本实施例中，所述偏航旋转部130用于对水平轴风车120在偏航方向上的角度进行调整。即，水平轴风车120能够经由风力而绕水平轴A1为中心旋转，且其整体包括水平轴转子122与水平轴叶片124亦可经由偏航旋转部130的驱动而在偏航方向上旋转。举例来说，偏航旋转部130驱动水平轴风车120所在的机舱110相对于基座150旋转(但不以此为限制)，使水平轴风车120在偏航方向上往适当的方位旋转来配合风向(例如，使水平轴风车120的在偏航方向上的角度即偏航角度与风向一致)，由此调整水平轴风车120在偏航方向上的角度即偏航角度，使水平轴风车120更容易被风力驱动而旋转，从而水平轴风车120在风力弱的情况下也能够启动旋转。相关的偏航旋转技术以及偏航旋转部130的具体结构可使用现有技术，本发明不以此为限制。

相应于此，在本实施例中，如图1与图2所示，所述垂直轴风车140包括沿着垂直轴A2延伸的垂直轴转子142、以及从垂直轴转子142往外侧延伸的至少一个垂直轴叶片144(优选为两个以上)，通过垂直轴叶片144附近的风带动垂直轴叶片144，使与垂直轴叶片144连接的垂直轴转子142绕垂直轴A2为中心旋转，由此垂直轴风车140能够经由风力而旋转。并且，垂直轴转子142往机舱110内或往基座150内延伸并连接偏航旋转部130，从而垂直轴风车140的旋转动力能够经由垂直轴转子142传达到偏航旋转部130，以在偏航旋转部130需对水平轴风车120在偏航方向上的角度进行调整时，辅助偏航旋转部130的操作(即，提供电力给辅助偏航旋转部130)。垂直轴风车140内设有能够将旋转动力转换成电力的发电机制。然而，本发明并不限制垂直轴风车140的具体结构，其可依据需求调整。

由此可知，在本实施例中，水平轴风车120经由风力而绕水平轴A1为中心旋转，且水平轴风车120的旋转动力传达到主发电机112，以使主发电机112发电。相应于此，垂直轴风车140经由风力而绕垂直轴A2为中心旋转，且垂直轴风车140的旋转动力传达到偏航旋转部130，以辅助偏航旋转部130的操作。如此，使用新增的垂直轴风车140所产生的旋转动力来驱动偏航旋转部130的操作(即，对偏航旋转部130提供电力)，使水平轴风车120在偏航方向上往适当的方位旋转来配合风向，由此使水平轴风车120更容易被风力驱动而旋转，从而水平轴风车120在风力弱的情况下也能够启动旋转。并且，主发电机112经由水平轴风车120的旋转动力所产生的电力能够完整的提供到后端的电力供应网(未示出)，不需消耗所产生的电力来驱动偏航旋转部130的操作。据此，风力发电机100能够提高能源效率。

进而，在本实施例中，如图3所示，风力发电机100还包括减速机160。所述减速机160例如是由多个齿轮组所构成，但不以此为限制。减速机160设置在垂直轴风车140与水平轴风车120之间的动力传达路线上，以对垂直轴风车140的旋转进行减速并将垂直轴风车140的旋转动力往水平轴风车120传达。也就是说，垂直轴风车140的旋转动力不仅能够传达到偏航旋转部130来辅助偏航旋转部130的操作，也能够传达到水平轴风车120来辅助水平轴风车120的操作(详如后续)，而垂直轴风车140的旋转动力可经由减速机160先进行减速后才往水平轴风车120传达。类似地，在垂直轴风车140与偏航旋转部130之间的动力传达路径上也可以设置有如图3所示的齿轮组，如作为齿轮组G1的准双曲面齿轮(Hypoid gear)、作为齿轮组G2的斜齿轮(Helical gear)、作为齿轮组G3的蜗杆齿轮(worm gear)等，而垂直轴风车140的旋转动力可经由所述齿轮组先进行减速后才往偏航旋转部130传达。然而，本发明并不限制减速机160以及所述齿轮组的具体组成以及设置与否，其可依据需求调整。

此外，在本实施例中，如图3与图4所示，风力发电机100还包括第一动力断接部件C1、第二动力断接部件C2、以及控制装置170。第一动力断接部件C1以能够传达动力或切断连接的方式设置在垂直轴风车140与偏航旋转部130之间，且第二动力断接部件C2以能够传达动力或切断连接的方式设置在水平轴风车120与垂直轴风车140之间。第一动力断接部件C1以及第二动力断接部件C2例如是离合器(clutch)。控制装置170对第一动力断接部件C1与第二动力断接部件C2的连接以及切断进行控制。由此，依据第一动力断接部件C1以及第二动力断接部件C2的连接或切断，可以调整垂直轴风车140的旋转动力往偏航旋转部130传达或是往水平轴风车120传达，因应不同的状况而更有效率地使用垂直轴风车140的旋转动力。

具体来说，请参照图1与图2，在本实施例中，优选为水平轴风车120的尺寸大于垂直轴风车140的尺寸(例如是水平轴叶片124的尺寸大于垂直轴叶片144的尺寸，但不以此为限制)。即，水平轴风车120作为风力发电机100的主要发电来源而设置成尺寸大的风车，而垂直轴风车140作为辅助而设置成尺寸小的风车。此时，尺寸大的水平轴风车120能够接受水平方向上的风而旋转，但在风向不一致或风力弱的情况下难以旋转。相应于此，尺寸小的垂直轴风车140在水平方向上的全方向都具有相同的特性，存而与风向无关而容易旋转。也就是说，尺寸小的垂直轴风车140的启动风速比尺寸大的水平轴风车120的启动风速小。如此，垂直轴风车140较水平轴风车120更容易启动，若出现垂直轴风车140经由风力而旋转但水平轴风车120无法旋转(例如，风向不一致或风力弱而无法启动水平轴风车120)时的状况，能够以先启动的垂直轴风车140的旋转动力来辅助偏航旋转部130的操作来调整水平轴风车120的旋转，或者以先启动的垂直轴风车140的旋转动力来辅助水平轴风车120的启动。作为一种示例(但不以此为限制)，提供如图5的操作流程，来说明新增有垂直轴风车140的风力发电机100的操作流程。

请参照图3至图5，在本实施例中，垂直轴风车140的启动风速比水平轴风车120的启动风速小，即，垂直轴风车140较水平轴风车120更容易启动。因此，在风力发电机100的控制流程中，首先在步骤S10中，判断垂直轴风车140是否正在旋转。若垂直轴风车140没有旋转(步骤S10，否)，表示没有风通过风力发电机100附近，或者表示有风通过风力发电机100附近，但当前风速弱而无法启动垂直轴风车140与尺寸更大的水平轴风车120，则结束整体流程。若垂直轴风车140正在旋转(步骤S10，是)，表示有风通过风力发电机100附近，且当前风速足以启动垂直轴风车140，则在步骤S11中，判断水平轴风车120是否与风向一致。所述风向可以由额外的风向检测部件(未示出)检测，且其检测结果传达到控制装置170。在水平轴风车120的偏航角度与风向一致的情况下(步骤S11，是)，表示不需要使用偏航旋转部130来调整水平轴风车120在偏航方向上的角度，即不需要将垂直轴风车140的旋转动力传达到偏航旋转部130。由此，在步骤S12中，控制装置170将第一动力断接部件C1控制为切断状态。

相应于此，在水平轴风车120的偏航角度与风向不一致(步骤S11，否)、且垂直轴风车140为旋转状态(步骤S10，是)的情况下，表示需要使用偏航旋转部130来调整水平轴风车120在偏航方向上的角度，即需要将垂直轴风车140的旋转动力传达到偏航旋转部130。由此，在步骤S13中，控制装置170将第一动力断接部件C1控制为连接状态，使垂直轴风车140的旋转动力通过连接的第一动力断接部件C1传达到偏航旋转部130。随后，重新回到步骤S11，判断水平轴风车120是否与风向一致，且在水平轴风车120的偏航角度与风向一致的情况下(步骤S11，是)，在步骤S12中，控制装置170将第一动力断接部件C1控制为切断状态。

如此，在水平轴风车120的偏航角度与风向不一致、且垂直轴风车140为旋转状态的情况下，控制装置170将垂直轴风车140与偏航旋转部130之间的动力传达路径控制为连接状态(即，第一动力断接部件C1为连接状态)。由此，垂直轴风车140的旋转动力能够应用在偏航旋转部130的操作上，即，对偏航旋转部130提供电力，使偏航旋转部130驱动水平轴风车120在偏航方向上往适当的方位旋转来配合风向，由此使水平轴风车120更容易被风力驱动而旋转，从而水平轴风车120在风力弱的情况下也能够启动旋转。在水平轴风车120的偏航角度与风向一致的情况下，控制装置170将垂直轴风车140与偏航旋转部130之间的动力传达路径控制为切断状态(即，第一动力断接部件C1为切断状态)。由此，垂直轴风车140的旋转动力能够应用在其他用途(如后续说明)。

再者，在本实施例中，在垂直轴风车140为旋转状态(步骤S10，是)、水平轴风车120的偏航角度与风向一致(步骤S11，是)、且控制装置170在步骤S12中将第一动力断接部件C1控制为切断状态的情况下，在步骤S14中，判断水平轴风车120是否正在旋转。若水平轴风车120正在旋转(步骤S14，是)，表示有风通过风力发电机100附近，且当前风速足以启动水平轴风车120，水平轴风车120的旋转动力足以供主发电机112进行发电，即不需要使用垂直轴风车140的旋转动力来作为辅助。由此，在步骤S15中，控制装置170将第二动力断接部件C2控制为切断状态，并结束此控制流程。

相应于此，在水平轴风车120为停止状态(步骤S14，否)、且垂直轴风车140为旋转状态(步骤S10，是)的情况下，表示有风通过风力发电机100附近，已将水平轴风车120的偏航角度调整成与风向一致(步骤S11，是)但当前风速不足以启动水平轴风车120，水平轴风车120无法提供旋转动力给主发电机112来进行发电，即需要使用垂直轴风车140的旋转动力来作为辅助。由此，在步骤S16中，控制装置170将第二动力断接部件C2控制为连接状态，使垂直轴风车140的旋转动力能够通过连接的第二动力断接部件C2传达到水平轴风车120。随后，重新回到步骤S14，判断水平轴风车120是否正在旋转，且在水平轴风车120正在旋转的情况下(步骤S14，是)，在步骤S15中，控制装置170将第二动力断接部件C2控制为切断状态，并结束此控制流程。

如此，在垂直轴风车140为旋转状态、水平轴风车120的偏航角度与风向一致、且水平轴风车120为停止状态的情况下，控制装置170将水平轴风车120与垂直轴风车140之间的动力传达路径控制为连接状态(即，第二动力断接部件C2为连接状态)。由此，垂直轴风车140的旋转动力能够应用在水平轴风车120的操作上。即，当风力弱而无法启动水平轴风车120时，由垂直轴风车140的旋转动力对水平轴风车120的旋转进行辅助。在水平轴风车120为旋转状态的情况下，控制装置170将水平轴风车120与垂直轴风车140之间的动力传达路径控制为切断状态(即，第二动力断接部件C2为切断状态)。由此，能够抑制水平轴风车120在运行时因垂直轴风车140的连动回转所产生的动力损失，而垂直轴风车140的旋转动力能够应用在其他用途(如后续说明)。然而，本发明并不限制风力发电机100的控制流程，其可依据需求调整。

请参照图6与图7，在本发明的第二实施例中，风力发电机100A类似于如图1至图4所示出的第一实施例的风力发电机100，包括如前所述的机舱110、水平轴风车120、偏航旋转部130、垂直轴风车140、基座150、减速机160、第一动力断接部件C1、第二动力断接部件C2、以及控制装置170。由此，第二实施例的风力发电机100A与前述第一实施例的风力发电机100的主要差异在于，第二实施例的风力发电机100A还包括辅助发电机180、储电装置190、以及第三动力断接部件C3。由此，风力发电机100A中的垂直轴风车140的旋转动力能够依据需求传达到偏航旋转部130来辅助偏航旋转部130的操作、或者传达到水平轴风车120来辅助水平轴风车120的旋转，还可以进一步储存作为辅助发电源。

具体来说，在本实施例中，如图6与图7所示，辅助发电机180以及储电装置190设置在垂直轴风车140与第二动力断接部件C2之间(即，设置在垂直轴风车140与水平轴风车120之间)。依照前述第一实施例的说明，控制装置170能够将第一动力断接部件C1控制为连接状态，使垂直轴风车140的旋转动力通过连接的第一动力断接部件C1传达到偏航旋转部130。并且，控制装置170能够将第二动力断接部件C2控制为连接状态，使垂直轴风车140的旋转动力通过连接的第二动力断接部件C2传达到水平轴风车120。相应于此，第二实施例还设有辅助发电机180以及储电装置190，从而垂直轴风车140的旋转动力能够传达到辅助发电机180，以使辅助发电机180发电，并且储电装置190储存辅助发电机180的电力。随后，在对偏航旋转部130的操作或对水平轴风车120的启动进行辅助时，从储电装置190提供电力。也就是说，相较于第一实施例的风力发电机100所用的垂直轴风车140内设有能够将旋转动力转换成电力的发电机制，第二实施例的风力发电机100A所用的垂直轴风车140将发电机制独立出来(即，辅助发电机180)并将电力预先储存(即，储电装置190)。由此，能够将垂直轴风车140小型化。

进而，在本实施例中，第三动力断接部件C3以能够传达动力或切断连接的方式设置在垂直轴风车140与辅助发电机180之间。第三动力断接部件C3例如是离合器。并且，控制装置170对第三动力断接部件C3的连接以及切断进行控制。在储电装置190的电力量超过预定值的情况下，切断第三动力断接部件C3。储电装置190的电力量可以由额外的电力检测部件(未示出)检测，且其检测结果传达到控制装置170。由此，依据第三动力断接部件C3的连接或切断，可以控制是否将垂直轴风车140的旋转动力传达到辅助发电机180。如此，可以防止储电装置190的过充电，且能够抑制在辅助发电机180输出时的垂直轴风车140的连动回转。在储电装置190的电力量充足的情况下，能够在后续步骤中从储电装置190提供电力到偏航旋转部130或水平轴风车120。作为一种示例(但不以此为限制)，提供如图8的操作流程，来说明新增有垂直轴风车140且采用了辅助发电机180、储电装置190、以及第三动力断接部件C3的风力发电机100A的操作流程。

请参照图6至图8，在本实施例中，在风力发电机100A的控制流程中，首先在步骤S10中，判断垂直轴风车140是否正在旋转。若垂直轴风车140没有旋转(步骤S10，否)，则结束整体流程。若垂直轴风车140正在旋转(步骤S10，是)，表示有风通过风力发电机100附近，且当前风速足以启动垂直轴风车140，则在步骤S20中，判断储电装置190的电力量是否充足。若储电装置190的电力量充足(步骤S20，是)，为了防止储电装置190的过充电，则在步骤S21中，控制装置170将第三动力断接部件C3控制为切断状态。相应于此，若储电装置190的电力量不充足(步骤S20，否)，则在步骤S22中，控制装置170将第三动力断接部件C3控制为连接状态。如此，垂直轴风车140的旋转动力优先通过第三动力断接部件C3传达到辅助发电机180来发电，以补充储电装置190的电力量。随后，重新回到步骤S20，判断储电装置190的电力量是否充足，且储电装置190的电力量充足的情况下(步骤S20，是)，在步骤S21中，控制装置170将第三动力断接部件C3控制为切断状态。

接着，在垂直轴风车140正在旋转(步骤S10，是)、且储电装置190的电力量充足(步骤S20，是)的情况下，在步骤S11中，判断水平轴风车120是否与风向一致。在水平轴风车120的偏航角度与风向一致的情况下(步骤S11，是)，表示不需要将垂直轴风车140的旋转动力(或储电装置190所预先储存的电力量)传达到偏航旋转部130来调整水平轴风车120在偏航方向上的角度。由此，在步骤S12中，控制装置170将第一动力断接部件C1控制为切断状态。相应于此，在水平轴风车120的偏航角度与风向不一致(步骤S11，否)、且垂直轴风车140为旋转状态(步骤S10，是)的情况下，表示需要将垂直轴风车140的旋转动力传达到偏航旋转部130来调整水平轴风车120在偏航方向上的角度。由此，在步骤S13中，控制装置170将第一动力断接部件C1控制为连接状态，使垂直轴风车140的旋转动力(或储电装置190所预先储存的电力量)通过连接的第一动力断接部件C1传达到偏航旋转部130。随后，重新回到步骤S11，判断水平轴风车120是否与风向一致，且在水平轴风车120的偏航角度与风向一致的情况下(步骤S11，是)，在步骤S12中，控制装置170将第一动力断接部件C1控制为切断状态。

进而，在垂直轴风车140为旋转状态(步骤S10，是)、水平轴风车120的偏航角度与风向一致(步骤S11，是)、且控制装置170在步骤S12中将第一动力断接部件C1控制为切断状态的情况下，在步骤S14中，判断水平轴风车120是否正在旋转。若水平轴风车120正在旋转(步骤S14，是)，表示水平轴风车120的旋转动力足以供主发电机112进行发电而不需要使用垂直轴风车140的旋转动力来作为辅助。由此，在步骤S15中，控制装置170将第二动力断接部件C2控制为切断状态，并结束此控制流程。相应于此，在水平轴风车120为停止状态(步骤S14，否)、且垂直轴风车140为旋转状态(步骤S10，是)的情况下，表示水平轴风车120无法提供旋转动力给主发电机112来进行发电而需要使用垂直轴风车140的旋转动力来作为辅助。由此，在步骤S16中，控制装置170将第二动力断接部件C2控制为连接状态，使垂直轴风车140的旋转动力(或储电装置190所预先储存的电力量)能够通过连接的第二动力断接部件C2传达到水平轴风车120。随后，重新回到步骤S14，判断水平轴风车120是否正在旋转，且在水平轴风车120正在旋转的情况下(步骤S14，是)，在步骤S15中，控制装置170将第二动力断接部件C2控制为切断状态，并结束此控制流程。

如此，在垂直轴风车140为旋转状态而能够产生旋转动力的情况下，优先判断是否需对储电装置190进行供电，随后依据需求切断第三动力断接部件C3来防止过充电。在切断第三动力断接部件C3的情况下，可以改以储电装置190所预先储存的电力量来辅助偏航旋转部130的操作或辅助水平轴风车120的启动旋转，即储电装置190所预先储存的电力量通过连接的第一动力断接部件C1传达到偏航旋转部130、或通过连接的第二动力断接部件C2传达到水平轴风车120。或者，也可以不切断第三动力断接部件C3，垂直轴风车140的旋转动力通过连接的第三动力断接部件C3与第一动力断接部件C1传达到偏航旋转部130、或通过连接的第三动力断接部件C3与第二动力断接部件C2传达到水平轴风车120。然而，本发明并不限制风力发电机100A的控制流程，其可依据需求调整。

综上所述，在本发明的风力发电机中，水平轴风车绕水平轴为中心旋转，且水平轴风车的旋转动力传达到主发电机，以使主发电机发电。相应于此，垂直轴风车绕垂直轴为中心旋转，且垂直轴风车的旋转动力传达到偏航旋转部，以辅助偏航旋转部的操作。如此，使用新增的垂直轴风车所产生的旋转动力来驱动偏航旋转部的操作，使水平轴风车在偏航方向上往适当的方位旋转来配合风向，从而水平轴风车在风力弱的情况下也能够启动旋转。并且，主发电机经由水平轴风车的旋转动力所产生的电力能够完整的提供到后端的电力供应网，不需消耗所产生的电力来驱动偏航旋转部的操作。较佳地，风力发电机还包括设置在垂直轴风车与偏航旋转部之间的第一动力断接部件、设置在水平轴风车与垂直轴风车之间的第二动力断接部件等，以依据需求控制上述构件的连接或切断，从而能够更有效率地应用垂直轴风车所产生的旋转动力。据此，本发明的风力发电机能够提高能源效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机，其特征在于，包括：

机舱，具有主发电机；

水平轴风车，绕水平轴为中心旋转，所述水平轴风车连接所述主发电机，且所述水平轴风车的旋转动力传达到所述主发电机，以使所述主发电机发电；

偏航旋转部，连接所述水平轴风车，使所述水平轴风车在偏航方向上旋转﹔以及

垂直轴风车，绕垂直轴为中心旋转，所述垂直轴风车连接所述偏航旋转部，且所述垂直轴风车的旋转动力传达到所述偏航旋转部，以辅助所述偏航旋转部的操作。

2.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，还包括；

第一动力断接部件，以能够传达动力或切断连接的方式设置在所述垂直轴风车与所述偏航旋转部之间；以及

第二动力断接部件，以能够传达动力或切断连接的方式设置在所述水平轴风车与所述垂直轴风车之间。

3.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，还包括；

辅助发电机以及储电装置，设置在所述垂直轴风车与所述第二动力断接部件之间，

所述垂直轴风车的旋转动力传达到所述辅助发电机，以使所述辅助发电机发电，并且

所述储电装置储存所述辅助发电机的电力。

4.根据权利要求3所述的风力发电机，其特征在于，还包括；

第三动力断接部件，以能够传达动力或切断连接的方式设置在所述垂直轴风车与所述辅助发电机之间。

5.根据权利要求4所述的风力发电机，其特征在于，

在所述储电装置的电力量超过预定值的情况下，切断所述第三动力断接部件。

6.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，还包括；

减速机，设置在所述垂直轴风车与所述水平轴风车之间的动力传达路线上，以对所述垂直轴风车的旋转进行减速并将所述垂直轴风车的旋转动力往所述水平轴风车传达。

7.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，还包括；

控制装置，对所述第一动力断接部件与所述第二动力断接部件的连接以及切断进行控制，其中

在所述水平轴风车的偏航角度与风向不一致、且所述垂直轴风车为旋转状态的情况下，所述控制装置将所述第一动力断接部件控制为连接状态。

8.根据权利要求7所述的风力发电机，其特征在于，

在所述水平轴风车为停止状态、且所述垂直轴风车为旋转状态的情况下，所述控制装置将所述第二动力断接部件控制为连接状态。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的风力发电机，其特征在于，

所述垂直轴风车的启动风速比所述水平轴风车的启动风速小。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的风力发电机，其特征在于，

所述水平轴风车的尺寸大于所述垂直轴风车的尺寸。