CN201616755U - 一种适用于低风速启动的持续运转风力发电机 - Google Patents

Abstract

一种适用于低风速启动的持续运转风力发电机。主要解决现有的风力发电机在风量小时不能启动以及风能利用效率不高的问题。其特征在于：在所述风力发电机外壳体内，与所述风力发电机转子(10)和风力发电机定子(1)同轴固定一个电动机转子(9)以及一个电动机定子(2)。该种适用于低风速启动的风力发电机当风量小的时候，由其中的电动机部分带动发电机运行，使之达到额定的转速，以回收微风、小风的电能，从而实现了可在风量较小时启动的功能。当风力大的时候，其中的电动机变为发电机，使发电机的容量得到增大，使发电机能够在额定的转速下工作，具有较高的风能利用效率。

Description

一种适用于低风速启动的持续运转风力发电机

技术领域：

本实用新型涉及一种风力发电机，具体的说是涉及一种可在较低风速下启动后持续工作的风力发电机。

背景技术：

随着经济的飞速发展，确保电能的供应已经成为了保证国计民生的一项重要举措，相应的，对煤、油等资源的消耗量也在日益加大。由于煤、油等资源属于不可再生的地下资源，因此，我国在有自然条件的地区，已经大规模的开展了风力发电。但是，这种替代能源虽然能够减少煤、油等资源的消耗，然而在实施时往往又受到自然条件的限制，而导致替代能源的利用效率不高。具体的说，现有的风力发电机在风量小时，不能起动；或者是在起动后由于达不到额定值，能量不能回收，而使得风能的利用率不足30％。

实用新型内容：

为了解决现有的风力发电机在风量小时不能启动以及风能利用效率不高的问题，本实用新型提供了一种适用于低风速启动的风力发电机。具有可在风量较小时启动的特点，并且启动后可以长时间持续运转，具有较高的风能利用效率。

本实用新型的技术方案是：该种适用于低风速启动的持续运转风力发电机，包括风力发电机外壳体、风力发电机定子、风力发电机转子、风力发电机轴以及风力发电机机盖等常规结构，其独特之处在于：在所述风力发电机外壳体内，与所述风力发电机转子和风力发电机定子同轴固定一个电动机转子以及一个电动机定子。此外，可以使所述风力发电机轴伸出风力发电机机盖外，在该轴上固定带有离合器磁极的发电机电磁离合器，所述发电机电磁离合器封闭安装于风力发电机二级机盖和风力发电机机盖之间。

本实用新型具有如下有益效果：该种适用于低风速启动的持续运转风力发电机当风量小的时候，由其中的电动机部分带动发电机运行，使之达到额定的转速，以回收微风、小风的电能，从而实现了可在风量较小时启动的功能。当风力大的时候，其中的电动机变为发电机，使发电机的容量得到增大，使发电机在额定的转速下工作，具有较高的风能利用效率。

附图说明：

图1是本实用新型中所述的风力发电机的结构示意图。

图2是对本实用新型中所述的风力发电机进行电气控制的控制器原理图。

图3是对本实用新型中所述风力发电机中电磁离合器进行电气控制的电磁离合器控制单元电气原理图。

图4是对本实用新型中所述风力发电机中电动机进行电气控制的电动机控制单元电气原理图。

图中1-发电机定子，2-电动机定子，3-发电机机盖，4-发电机电磁离合器，5-发电机二级机盖，6-发电机制动器，7-发电机轴，8-发电机离合器磁极，9-电动机转子，10-发电机转子。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，该种适用于低风速启动的持续运转风力发电机，包括风力发电机外壳体、风力发电机定子1、风力发电机转子10、风力发电机轴7以及风力发电机机盖3等常规结构，其独特之处在于：在所述风力发电机外壳体内，与所述风力发电机转子10和风力发电机定子1同轴固定一个电动机转子9以及一个电动机定子2。这样由发电机定子和发电机转子组成发电系统，由电动机定子和电动机转子组成电动部分。在风力达不到额定速度时由电动机补充动力达到额定转速。当然，这个电动机定子可以装在电机机壳内内发电部分的左边或右边，而相应的，电动机转子随之装在发电机的轴上，位于发电机转子的左边或右边。

此外，在上述方案基础上，优化设计方案为：将所述风力发电机轴7伸出风力发电机机盖3外，在该轴上固定带有离合器磁极8的发电机电磁离合器4，所述发电机电磁离合器4封闭安装于风力发电机二级机盖5和风力发电机机盖3之间。这样就可以由发电机电磁离合器以及发电机离合器磁极对发电机的转速进行无接触力矩调整，达到稳速运动。

此外，还可以在所述风力发电机轴7上，位于风力发电机二级机盖5的外侧固定有一个发电机制动器6，作为发电机制动部分，目的是方便发电机刹车维修时用。

图2所示为对本实用新型中所述的风力发电机进行电气控制的控制器原理图。图3所示是对本实用新型中所述风力发电机中电磁离合器进行电气控制的电磁离合器控制单元电气原理图。图中的电磁离合器控制单元通过电流传感器得到电流信号，通过带有电阻R1、R2、R3的流压模块转换成0-5V电压信号送给L358集成电路块，通两个L358集成电路块组成闭环比较电路控制电磁离合器，从而控制发电机转速，达到发电机发出的功率额定。

图4所示对本实用新型中所述风力发电机中电动机进行电气控制的电动机控制单元电气原理图，所述电动机控制单元通过电压传感器得到电压信号，同样也是通过两个L358组成闭环比较电路，控制电机转速，使风力发电机达到设计转速。

应用此种发电机后，当风力小的时候，由电动机部分，带动发电机运行，使之达到额定的转速，回收微风、小风的电能。当风力大的时候，电动机变为发电机，增大发电机的容量，使发电机在额定的转速下工作。经过大量实验证明，此种发电机的容量在风大时可增加30％的功率，在风量小时以全部回收风能，比其它发电机效率高35％左右。此外，由于采用发电机电磁离合器以及发电机离合器磁极的结构，通过电磁离合器进行速度控制，使转速更稳定，在飓风的时候能够平稳的发电。

Claims (3)

1.一种适用于低风速启动的持续运转风力发电机，包括风力发电机外壳体、风力发电机定子(1)、风力发电机转子(10)、风力发电机轴(7)以及风力发电机机盖(3)，其特征在于：在所述风力发电机外壳体内，与所述风力发电机转子(10)和风力发电机定子(1)同轴固定一个电动机转子(9)以及一个电动机定子(2)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于低风速启动的持续运转风力发电机，其特征在于：所述风力发电机轴(7)伸出风力发电机机盖(3)外，在该轴上固定带有离合器磁极(8)的发电机电磁离合器(4)，所述发电机电磁离合器(4)封闭安装于风力发电机二级机盖(5)和风力发电机机盖(3)之间。

3.根据权利要求2所述的一种适用于低风速启动的持续运转风力发电机，其特征在于：在所述风力发电机轴(7)上，位于风力发电机二级机盖(5)的外侧固定有一个发电机制动器(6)。

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