CN1995748B

CN1995748B - 可调自控并网畜力发电机

Info

Publication number: CN1995748B
Application number: CN2006101643121A
Authority: CN
Inventors: 欧阳厚成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2026-11-28
Also published as: CN1995748A

Abstract

本发明是一种可调自控并网畜力发电机。具有可进行远距离调节、使发电功率输出稳定和能经济有效地并网使用电能。主要由同步发电机和传动机构、操纵机构组成。其传动机构包括一主动齿轮、一从动齿轮和一变速箱；同步发电机和变速箱安装固定在机架上，变速箱通过单向离合器与同步发电机连接。主动齿轮装在机架齿轮轴上，与从动齿轮啮合。在主动齿轮上固定一拉力杆，拉力杆上安装一功率自动控制器，根据家畜拉力的大小相应调节转速，达到稳定发电功率的输出。在设备上安装有牵引绳和停止绳。可进行调控。使农民能更充分地利用周围的生态资源；保护好生态环境；改变农村生产和生活方式，能充分使用各种家用电器和电动工具的一种合适的选择。

Description

可调自控并网畜力发电机

技术领域

本发明是一种小功率的发电设备。是一种适合饲养有大型家畜，如牛、马、驴、骡等的农户使用。具有可以远距离调节和自动控制功能，能够为用户随时单独提供稳定的电力供应，或者通过用户所在电力供应网并网有效地使用电力。能够满足农户每天的能源需求；不受时空地域的约束和限制。在各种可再生能源中，是农户合适的选择之一。

背景技术

目前，在广大的农村地区，能源供应主要有二种途径，一是向外购入，如煤、油、电、气等，这对农户是每年所需的一笔不小的开支。在边远山区，这些能源的供应是不能满足需要的。二是向周围环境索取。利用各种秸杆、畜粪等，甚至不得不砍伐森林，刨取草根，破坏植被。这就容易造成对周围生态环境的破坏。对农村来说，由于经济的原因使农民更愿意向所在地的周围环境索取低价能源供应。在我国有上亿农村人口需要依靠柴草作为生活能源，每年因此需要砍伐数千万亩森林。

现有的可再生能源中，太阳能发电、水力发电和风力发电受地域、时空和投资的限制约束，是不能满足广大农村的能源需求。沼气只适合部分地方使用，并不能满足农户的对电力的需求。

我国农村有过亿头的大型家畜，每头家畜能为农户提供1-2千瓦的电力供应。充分利用这一资源，就能为农村提供一简单可靠的能源供应，满足农户每天的能源需求。为农户增加收入。是改变农民生产和生活方式的一种有效手段。使农户能更好地充分利用周围的生态资源，保护好生态环境。为每个农户充分使用使用各种家用电器和工具而创造有利条件。

现有市场上没有能满足农村需要的此项产品。国家知识产权局已公开的相关专利有二十多件。已有的畜力发电专利发明在设计上过于简单，以离网型为主；产生的电力功率、电压不稳定。电力并网的方式为现有的蓄电池加逆变器。因此，还不能为市场接受。

发明内容

本发明的主要技术措施如下；一种可调自控并网畜力发电机。主要包括一同步发电机、机架、传动机构和操纵机构。该传动机构包括一主动齿轮，一从动齿轮和一变速箱。在变速箱上安装有单向离合器。同步发电机及变速箱固定于机架上。变速箱通过单向离合器与同步发电机连接。主动齿轮安装于机架齿轮轴上并与从动齿轮啮合。在主动齿轮上固定一家畜拉力杆和家畜牵引杆。在拉力杆上安装有功率自动控制器。功率自动控制器能在拉力杆上根据拉力的大小进行移动，使电流电压得到稳定的输出。功率自动控制器内是由数组弹簧和二个单向离合器等部件完成自动控制功能。在同步发电机的输出线路上安装有电流和电压表等电路控制设施。还安装有牵引绳和停止绳等作为家畜操纵机构，可依据电流的变化进行远距离调控。

用户将机架固定在地面上，安排好家畜。通过操纵机构，驱使家畜，在家畜的拉动下，主齿轮做旋转运动，从而驱动与主动齿轮啮合的从动齿轮转动，通过变速箱后驱动同步发电机发电，依据电流电压表的指示使用操纵机构进行启动、调节和暂停。在运行过程中，功率自动控制器能依据家畜的行走速度和拉力大小，调整功率自动控制器在拉力杆上的位置，使同步发电机的能输出相对稳定的电流和电压。作为一独立的小型发电站随时为用户提供合适的电力。满足用户每天对能源的需求。若是需要并网发电进行更有效地使用电力，则在安排好家畜后，应先在电控箱上将同步发电机同电网联接，启动同步发电机，由于同步发电机是通过单向离合器同变速箱连接，所以，此时只有同步发电机在电网电力的作用下成为同步电动机空转(同步发电机的旋转方向应与家畜行走方向一致)，同步发电机的运转与电网同频同相；电压相等。然后，通过操纵机构，驱动家畜。在家畜的拉动下，主齿轮做旋转运动，从而驱动与主动齿轮啮合的从动齿轮转动，带动变速箱；由于变速箱是由单向离合器与同步发电机相连接，当变速箱内转速低于同步发电机转速时，电流表上只有同步发电机维持转动的电流显示，即没有进入发电过程，此时，应使用操纵机构，对家畜增大牵引力，同时，调整功率自动控制器在拉力杆上的位置。增大转速，当变速箱转速从相等到大于同步发电机时，此时同步发电机由电网输入电流成为同步电动机的工作状态转入同步发电机的工作状态，并对电网输出电流。供应用户的需要。在此运行过程中，当家畜的行走速度和拉力变化时，自动功率控制器能够相应沿拉力杆移动，使同步发电机输出相对稳定的电流和电压。并可依据需要使用操纵机构进行调节和暂停。

附图说明

图1是自控并网畜力发电机的俯视图。图中：1机架 2主动齿轮 3同步发电机 5变速箱 6从动齿轮 7牵引绳 8自控牵引绳 9牵引杆 10停止绳 11家畜 12拉力绳 13功率自动控制器 14拉力杆

图2是自控并网畜力发电机的主视图。图中：1机架 2主动齿轮 3同步发电机 4单向离合器 5变速箱 6从动齿轮 7牵引绳10停止绳 15电控箱 16活套环

图3是功率自动控制器的结构示意图。图中：21转动杆A 22复位弹簧 23单向离合器A 14拉力杆 24推杆 25转动杆拉绳B 26转动杆B 8自控牵引绳 27单向离合器B 28支架 29拉力弹簧 30活动拉杆 12拉力绳 31导向杆 32弹簧 33顶杆 34推杆受力块 35限位杆 36限位块 37转动杆拉绳A

图4是活套环结构示意图。图中：7牵引绳子 10停止绳 19外套环 20内套环

具体实施方式

对照附图及实施例说明如下：

在地面上固定机架(1)，在机架上垂直固定好同步发电机(3)。变速箱(5)一端安装好单向离合器(4)和同步发电机(3)相连接，并在机架(1)上固定。在变速箱(5)上端安装好从动齿轮(6)。将主动齿轮(2)安装在机架齿轮轴上并与从动齿轮(6)啮合。在主动齿轮(2)上安装牵引杆(9)，并在其上安装牵引绳(7)。在主动齿轮上另一侧安装拉力杆(14)，拉力杆安装有停止绳(10)和功率自动控制器(13)。功率自动控制器上有自控牵引绳(8)与牵引杆上的牵引绳连接，连接为活套。拉力绳(12)与功率自动控制器连接。功率自动控制器内部结构如图3：支架(28)固定安装上单向离合器A(23)和单向离合器B(27)，在单向离合器的轴上分别安装上转动杆A(21)和转动杆B(26)。二根转动杆上各有一根恢复弹簧(22)与支架连接。单向离合器A在向图示方向移动时，单向离合器为啮合状态，当家畜拉力过大时，活动拉杆(30)与支架的距离加大；使转动杆拉绳A(37)拉动转动杆A(21)转动。即可使功率自动控制器向图示方向移动。反之，则只有单向离合器A的外圈在转动。单向离合器B的作用是与单向离合器A相反(在家畜的拉力通过拉力绳作用于功率自动控制器时，二个单向离合器将功率自动控制器锁定在拉力杆上，使拉力在拉力杆上作用点得到固定)。在支架上固定有二根导向杆(31)。导向杆上套有活动拉杆(30)，可在导向杆上自由移动。活动拉杆和支架之间由数组拉力弹簧(29)连接。在活动拉杆上有顶杆(33)，顶杆是使用螺纹安装在活动拉杆上，可以调节顶杆的长短。在支架固定有限位杆(35)，在限位杆上安装有限位块(36)，可在限位杆上移动和固定。在限位杆上还安装有推杆受力块(34)，可在限位杆上自由移动。在推杆受力块上安装有推杆(24)，是用螺纹连接，可调节推杆的长度。推杆上有转动杆拉绳B(25)与转动杆B(26)连接。转动杆拉绳的一端安装有一弹簧(32)，此弹簧的拉力大于恢复弹簧(22)的拉力。转动杆B上还连接有自控牵引绳(8)。转动杆A(21)上有转动杆拉绳A(37)与活动拉杆(30)连接。功率自动控制器能在拉力杆上移动。图中安装牵引绳和停止引绳从机架中轴孔中向下穿过，在中间安装有活套环(16)。活套环结构如图4所示，是由外套环(19)和内套环(20)组成。外套环连接在停止绳之间，内套环连接在牵引绳之间。牵引绳和停止绳各拐弯处应安装定滑轮，是为延长使用寿命。牵引绳和停止引绳连接至电控箱(15)旁边，在牵引绳的端点连接一弹簧和设有固定点。电控箱上安装有电流、电压表和电路控制设施。

用户在使用时，先将家畜(11)安排在牵引杆(9)和拉力杆(14)之间，将牵引绳(7)和拉力绳(12)与家畜连接好。然后在电控箱(15)旁边，拉动牵引绳，使家畜感受到拉力，开始行走；在家畜的拉动下，主动齿轮(2)做旋转运动，从而驱动与主动齿轮啮合的从动齿轮(6)转动，通过变速箱(5)后驱动同步发电机(3)发电，电控箱上的则有电流和电压的显示，若达到了用户对电压和电流的需求，则可将牵引绳连接在固定点上，并具有一定的张力。使家畜在拉力的作用下，继续前行。若没有达到需求，即同步发电机的转速过小则可加大牵引绳的拉力，使家畜提高前行速度；同时，牵引绳拉动自控牵引绳(8)，使转动杆B(26)转动一角度，因单向离合器B(27)往此方向是分离状态。此时再放松牵引绳，则转动杆B在弹簧(32)的作用下，使转动杆转向复位，而单向离合器B(27)往此方向是啮合状态，则可使功率自控器沿拉力杆向发电机方向移动，使家畜的在拉力杆上的拉力点的旋转半径减少，就是增大了发电机的转速，达到加大电流和电压的目的。在工作过程中，当电流和电压能满足用户需求时，则功率自动控制器内部状态如图三所示。当家畜前行速度过大时，则拉力增大，活动拉杆(30)与支架(28)的距离增大，同时转动杆拉绳A(37)拉动转动杆A(21)转动一角度，由于单向离合器A(23)往此方向是啮合状态，因此，能使功率自动控制器在拉力杆上按图示方向移动，增大拉力点的旋转半径，降低转速，使家畜的出力降低，达到稳定电流电压的目的。当达到稳定状态时，拉力弹簧(29)将活动拉杆与支架距离缩小，转动杆A(21)在复位弹簧(22)的作用下回转，恢复到图三所示的状态。若家畜前行速度降低，使电流电压降低，不能满足设定的需求，则活动拉杆在拉力弹簧的作用下，缩短活动拉杆与支架的距离，顶杆(33)推动推杆受力块(34)，使推杆(24)拉动转动杆拉绳B(25)，而单向离合器B往此方向是啮合状态，则可使功率自动控制器沿拉力杆向同步发电机方向移动，达到减少拉力点的旋转半径，增大转速，同时转动杆B(26)拉动自控牵引绳(8)增大对家畜的牵引力，使家畜提高前行速度。加大拉力，增大同步发电机的转速。使电流电压能满足用户的需求。由于拉力加大，活动拉杆(30)与支架(28)距离加大，恢复弹簧(22)拉动推杆(24)及推杆受力块(34)沿限位杆(35)移动，恢复到图三所示状态。可以通过调节限位块(36)、推杆受力块(34)和顶杆(33)的位置确定最小的电流电压输出。用户当需要停止发电时，可先将牵引绳从固定点上取下，放松对家畜的拉力，然后，拉动停止绳，家畜停止行进，就可以达到停止发电的目的。

当用户是需要将输出电流通过电网来经济有效地使用电力时，在将家畜安排和连接好之后，应先在电控箱(15)上将同步发电机(3)同电网联接，启动同步发电机，由于同步发电机是通过单向离合器(4)同变速箱(5)连接，所以，此时只有同步发电机在电网电力的作用下成为同步电动机空转(同步发电机的旋转方向应与家畜行走方向一致)，同步发电机的运转与电网同频同相，电压相等。然后，拉动牵引绳(7)，驱动家畜。在家畜的拉动下，主齿轮做旋转运动，从而驱动与主动齿轮啮合的从动齿轮转动，带动变速箱，由于变速箱是由单向离合器与同步发电机相连接，当变速箱内转速低于同步发电机转速时，电流表上只有同步发电机维持转动的电流显示，即没有进入发电过程，此时，应继续拉动牵引绳，对家畜增大牵引力，同时，调整功率自动控制器在拉力杆上的位置。增大转速，当变速箱转速从相等到大于同步发电机时，此时同步发电机由电网输入电流成为同步电动机的工作状态转入同步发电机的工作状态，并对电网输出电流。供应用户的需要。此时，可将牵引绳固定，进入发电工作的状态。在此运行过程中，当家畜的行走速度和拉力变化时，自动功率控制器能够相应沿拉力杆移动，使同步发电机输出相对稳定的电流和电压。并可依据需要使用操纵机构进行调节和暂停。

Claims

1.一种可调自控并网畜力发电机，具有一同步发电机(3)，传动机构和机架(1)，该传动机构由一主动齿轮(2)、一从动齿轮(6)和变速箱(5)组成；变速箱一端安装有单向离合器(4)；同步发电机及变速箱固定在机架上；变速箱通过单向离合器与同步发电机连接，从动齿轮安装在变速箱上，主动齿轮安装在机架齿轮轴上并与从动齿轮啮合；在主动齿轮上固定有牵引杆(9)和家畜拉力杆(14)；拉力杆上安装有一功率自动控制器(13)；在同步发电机的电力输出端安装有一电控箱；有电流，电压表显示；其特征在于：拉力杆上安装的功率自动控制器能依据家畜拉力的大小，调节主动齿轮的转速，使同步发电机完成发电功能，并将电流并网；功率自动控制器是由支架(28)，单向离合器A(23)，单向离合器B(27)，恢复弹簧(22)，拉力弹簧(29)，弹簧(32)，活动拉杆(30)，转动杆A(21)，转动杆B(26)，顶杆(33)，推杆(24)，推杆受力块(34)，限位杆(35)，限位块(36)，导向杆(31)、转动杆拉绳A(37)、转动杆拉绳B(25)组成；导向杆固定在支架上；活动拉杆套在导向杆上，可以在导向杆上移动；在活动拉杆和支架之间用拉力弹簧连接；活动拉杆上安装有顶杆，是以螺纹连接；在支架上固定有限位杆，在限位杆上安装有限位块，限位块可在限位杆上移动和固定；在限位杆上还安装有推杆受力块，可在限位杆上自由移动；在推杆受力块安装上推杆，是以螺纹连接，可调节推杆长短；在支架上固定有单向离合器A，单向离合器B；单向离合器A的轴上安装上转动杆A，单向离合器B的轴上安装上转动杆B；转动杆A和转动杆B上有恢复弹簧同支架连接；转动杆A用转动杆拉绳A与活动拉杆连接；转动杆B用转动拉杆拉绳B通过弹簧与推杆连接；在转动杆B上连接有自控牵引绳(8)。

2.根据权利要求1所述的可调自控并网畜力发电机，其特征还在于：具有一活套环(16)，一根牵引绳(7)，一根停止绳(10)，以及所述自控牵引绳(8)组成的操纵机构，活套环是由内套环(20)和外套环(19)构成；内外套环的上、下部可在牵引绳、停止绳拉动下自由转动；牵引绳安装在牵引杆上；在机架轴内连接在内套环上端，再由内套环的下端连接在电控箱旁边；在牵引绳的末端连接有一弹簧；自控牵引绳用活套在牵引杆上同牵引绳连接；停止绳安装在拉力杆上，在机架轴内连接在外套环上端，再由外套环的下端连接在电控箱旁边。