專利名稱：恒壓變功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種恒壓變功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)，具有穩(wěn)定輸出電壓并根據(jù)風(fēng)速改變輸出功率的功能，屬風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我們知道風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓受到風(fēng)速的制約，當(dāng)風(fēng)速小時漿 葉轉(zhuǎn)速變慢，發(fā)電機(jī)輸出電壓也隨之下降，甚至低于額定值，當(dāng)風(fēng)速大時漿葉轉(zhuǎn)速變快，發(fā)電機(jī)輸出電壓與功率也隨之上升，當(dāng)風(fēng)速進(jìn)一步增加超過額定值時，這時如不采取降壓與限功率措施，將會對發(fā)電機(jī)、漿葉、控制器等造成不可逆的傷害?，F(xiàn)有的技術(shù)大致采取如下措施1、變漿距方式，當(dāng)風(fēng)速增大時漿葉沿自身軸方向轉(zhuǎn)動，改變漿葉的迎風(fēng)攻角，達(dá)到減少吸收風(fēng)能的效果，如專利”風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳距機(jī)構(gòu)“[200810121931]所述；2、變尾翼方式，當(dāng)風(fēng)速增大時改變尾翼與漿葉間的夾角，以減小漿葉的迎風(fēng)面積，達(dá)到減少吸收風(fēng)能的效果，如專利”風(fēng)力發(fā)電機(jī)強(qiáng)風(fēng)保護(hù)轉(zhuǎn)動座與尾翼追風(fēng)結(jié)構(gòu)”[200920162986]所述；3、限功率方式，通過控制器或其它電子裝置，使發(fā)電機(jī)間斷工作，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓與限制輸出功率的目的。這些現(xiàn)有的技術(shù)都存在以下不足1、上述各種方式都有一個共同之點(diǎn)，當(dāng)風(fēng)速超過額定值時，采用限制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率，這樣就使大量的風(fēng)力資源白白浪費(fèi)了 ；2、變漿距與變尾翼方式都屬外部機(jī)械運(yùn)動方式，實(shí)踐證明在惡劣的自然環(huán)境中最容易發(fā)生故障，也需經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，但是風(fēng)力發(fā)電機(jī)特殊的工作場所，使維護(hù)保養(yǎng)工作猶為困難；3、自然界的風(fēng)力變化具有突然性與不可預(yù)測性，單靠變漿距與變尾翼方式是無法保證輸出電壓的穩(wěn)定性，這樣就必然增加了控制器或其它電子裝置的負(fù)擔(dān)，也就是增加了使用成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種恒壓變功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有穩(wěn)定輸出電壓并根據(jù)風(fēng)速改變輸出功率的功能。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是總控制器[6]并聯(lián)在發(fā)電機(jī)相輸出回路中，過零檢測裝置[4]串聯(lián)在發(fā)電機(jī)相輸出回路中，并把信號傳輸給總控制器[6]，磁鋼電機(jī)[5]依據(jù)總控制器[6]輸出的信號帶動轉(zhuǎn)動磁鋼[3]轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)相電樞繞組[2]由若干段組成，在每二段電樞繞組[2]間接有一組轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷，可使電樞繞組[2]間呈串聯(lián)或并聯(lián)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷受總控制器[6]發(fā)出的信號控制；總控制器[6]還可并聯(lián)在發(fā)電機(jī)線輸出回路中，過零檢測裝置[4]串聯(lián)在發(fā)電機(jī)每相輸出回路中，每相轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷受總控制器[6]發(fā)出的信號控制；還可用一只過零檢測裝置[4]串聯(lián)在輸出回路中；還可增加風(fēng)速檢測裝置[7]，把其檢測到的風(fēng)速信號直接傳輸給總控制器[6];轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]可以是繼電器、功率MOS管、雙向可控娃。本發(fā)明的有益效果是可以采用定漿距與無尾翼結(jié)構(gòu)形式，利用改變磁場強(qiáng)度的方式實(shí)現(xiàn)了恒壓的功能，根據(jù)風(fēng)速改變電樞繞組的串、并聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)了變功率的功能，可充分利用風(fēng)力資源，并且無外露的機(jī)械傳動裝置。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I是轉(zhuǎn)換開關(guān)是繼電器的單相系統(tǒng)工作聯(lián)系示意圖；圖2是用三只過零檢測裝置三相系統(tǒng)工作聯(lián)系示意圖；圖3是用一只過零檢測裝置三相系統(tǒng)工作聯(lián)系示意圖；圖4是增加了風(fēng)速檢測裝置的系統(tǒng)工作聯(lián)系示意圖；圖5是轉(zhuǎn)換開關(guān)是功率MOS管的示意圖；圖6是轉(zhuǎn)換開關(guān)是雙向可控硅的示意圖。
圖中1是轉(zhuǎn)換開關(guān)，2是電樞繞組，3是轉(zhuǎn)動磁鋼，4是過零檢測裝置，5是磁鋼電機(jī)，6是總控制器，7是風(fēng)速檢測裝置。
具體實(shí)施例方式在圖I中，是單相系統(tǒng)工作聯(lián)系示意圖，總控制器[6]并聯(lián)在發(fā)電機(jī)相輸出回路中，過零檢測裝置[4]串聯(lián)在發(fā)電機(jī)輸出回路中，并把信號傳輸給總控制器[6]，磁鋼電機(jī)依據(jù)總控制器[6]輸出的信號帶動轉(zhuǎn)動磁鋼[3]轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)每相電樞繞組[2]由若干段組成，在每二段電樞繞組[2]間接有一組轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷，可使電樞繞組[2]間呈串聯(lián)或并聯(lián)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷受總控制器[6]發(fā)出的信號控制。當(dāng)風(fēng)速增大時，漿葉轉(zhuǎn)速同時增加，發(fā)電機(jī)輸出電壓也提高，當(dāng)總控制器[6]測得輸出回路電壓超出額定值，就發(fā)出指令驅(qū)動磁鋼電機(jī)[5]轉(zhuǎn)動，從而使磁場強(qiáng)度減弱，降低了發(fā)電機(jī)輸出電壓，這樣就形成一閉環(huán)控制回路，穩(wěn)定了輸出電壓。反之當(dāng)風(fēng)速減小時，通過這一閉環(huán)控制回路，仍可穩(wěn)定了輸出電壓，實(shí)現(xiàn)了恒壓的功能。轉(zhuǎn)動磁鋼[3]調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度的方式可參照專利2011200520648[調(diào)磁型永磁電機(jī)]中提出的技術(shù)。當(dāng)風(fēng)速進(jìn)一步增大時，總控制器[6]根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，驅(qū)動轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]改變工作狀態(tài)，使電樞繞組[2]由串聯(lián)改為并聯(lián)，如果電樞繞組[2]由N段組成，由串聯(lián)改為并聯(lián)則截面積是原來的N倍，這樣發(fā)電機(jī)的功率也就提高N倍，實(shí)現(xiàn)了變功率的功能，可更為有效地利用風(fēng)能。由串聯(lián)改為并聯(lián)，輸出電壓勢必下降，但風(fēng)力加大，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，彌補(bǔ)了下降的電壓。反之當(dāng)風(fēng)速減小時，總控制器[6]根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，驅(qū)動轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]改變工作狀態(tài)，電樞繞組[2]由并聯(lián)改為串聯(lián)，使發(fā)電機(jī)在微風(fēng)中仍能輸出輸出功率，極大地提高了對鳳能的利用。為減小因電樞繞組[2]的串、并聯(lián)變換，造成電壓過大地波動，通過總控制器[6]可以分段地動改變轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]工作狀態(tài)，這是很容易做到的。電樞繞組[2]具有一定的電感量，在斷開時會產(chǎn)生較高的自感電勢，有可能對系統(tǒng)造成一定的危害，因此在輸出回路中串聯(lián)過零檢測裝置[4]，使轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]在電流為零時斷開，達(dá)到盡量減小自感電勢的目的。在圖中轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]是采用一組雙聯(lián)繼電器，所有的器件都可方便地安置在電機(jī)內(nèi)部。在圖2中，是三相系統(tǒng)工作聯(lián)系示意圖，圖中未具體畫出轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的結(jié)構(gòu)，總控制器[6]并聯(lián)在發(fā)電機(jī)線輸出回路中，過零檢測裝置[4]串聯(lián)在發(fā)電機(jī)每相輸出回路中，并把信號傳輸給總控制器[6]，磁鋼電機(jī)[5]依據(jù)總控制器[6]輸出的信號帶動轉(zhuǎn)動磁鋼轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)每相電樞繞組[2]由若干段組成，在每二段電樞繞組[2]間接有一組轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷，可使電樞繞組[2]間呈串聯(lián)或并聯(lián)狀態(tài)，每相轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷受總控制器[6]發(fā)出的信號控制。我們知道三相發(fā)電機(jī)每相的電流相位不同，因此用三只過零檢測裝置[4]分別檢測每相電流，用以控制各相轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]工作狀態(tài)。在圖3中，也是三相系統(tǒng)工作聯(lián)系示意圖，圖中未具體畫出轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的結(jié)構(gòu)，但只用一只過零檢測裝置[4]，我們知道三相發(fā)電機(jī)每相的電流相位差為120°，可以用一相過零檢測裝置[4]的信號推算出另二相電樞繞組[2]的過零信號，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化不會太大，精度還是滿足要求的。在圖4中，在系統(tǒng)中增加了風(fēng)速檢測裝置[7]，把其檢測到的風(fēng)速信號及時傳輸給總控制器[6]，當(dāng)風(fēng)速突然變化時，漿葉與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化有一個延時過程，總控制器檢測到的電壓變化也延時。增加風(fēng)速檢測裝置[7]就可及時把風(fēng)速變化信息傳遞給總控制器[6]，從而發(fā)出信號驅(qū)動磁鋼電機(jī)[5]運(yùn)動，使轉(zhuǎn)動磁鋼[3]轉(zhuǎn)動，還到迅速調(diào)節(jié)電壓的目的。 在圖5中，轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]采用的是功率MOS管，當(dāng)中間一組功率MOS管導(dǎo)通，二側(cè)二組功率MOS管截止時，二只電樞繞組[2]呈串聯(lián)狀態(tài)，當(dāng)中間一組功率MOS管截止，二側(cè)二組功率MOS管導(dǎo)通時，二只電樞繞組[2]呈并聯(lián)狀態(tài)，從而改變了電樞繞組[2]的截面積，實(shí)現(xiàn)了變功率的目的。在圖6中，轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]采用的是雙向可控硅，當(dāng)中間一組雙向可控硅導(dǎo)通，二側(cè)二組雙向可控硅截止時，二只電樞繞組[2]呈串聯(lián)狀態(tài)，當(dāng)中間一組雙向可控硅截止，二側(cè)二組雙向可控硅導(dǎo)通時，二只電樞繞組[2]呈并聯(lián)狀態(tài)，從而改變了電樞繞組[2]的截面積，實(shí)現(xiàn)了變功率的目的。
權(quán)利要求
1.恒壓變功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]、電樞繞組[2]、轉(zhuǎn)動磁鋼[3]、過零檢測裝置[4]、磁鋼電機(jī)[5]、總控制器[6]組成，其特征是總控制器[6]并聯(lián)在發(fā)電機(jī)相輸出回路中，過零檢測裝置[4]串聯(lián)在發(fā)電機(jī)相輸出回路中，并把信號傳輸給總控制器[6]，磁鋼電機(jī)[5]依據(jù)總控制器[6]輸出的信號帶動轉(zhuǎn)動磁鋼[3]轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)相電樞繞組[2]由若干段組成，在每二段電樞繞組[2]間接有一組轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷，可使電樞繞組[2]間呈串聯(lián)或并聯(lián)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷受總控制器[6]發(fā)出的信號控制。
2.恒壓變功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]、電樞繞組[2]、轉(zhuǎn)動磁鋼[3]、過零檢測裝置[4]、磁鋼電機(jī)[5]、總控制器[6]組成，其特征是總控制器[6]并聯(lián)在發(fā)電機(jī)線輸出回路中，過零檢測裝置[4]串聯(lián)在發(fā)電機(jī)每相輸出回路中，并把信號傳輸給總控制器[6]，磁鋼電機(jī)[5]依據(jù)總控制器[6]輸出的信號帶動轉(zhuǎn)動磁鋼[3]轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)每相電樞繞組[2]由若干段組成，在每二段電樞繞組[2]間接有一組轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷，可使電樞繞組[2]間呈串聯(lián)或并聯(lián)狀態(tài)，每相轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷受總控制器[6]發(fā)出的信號控制。
3.恒壓變功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]、電樞繞組[2]、轉(zhuǎn)動磁鋼[3]、過零檢測裝置[4]、磁鋼電機(jī)[5]、總控制器[6]組成，其特征是總控制器[6]并聯(lián)在發(fā)電機(jī)線輸出回路中，用一只過零檢測裝置[4]串聯(lián)在輸出回路中，并把信號傳輸給總控制器[6]，磁鋼電機(jī)[5]依據(jù)總控制器[6]輸出的信號帶動轉(zhuǎn)動磁鋼[3]轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)每相電樞繞組[2]由若干段組成，在每二段電樞繞組[2]間接有一組轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷，可使電樞繞組[2]間呈串聯(lián)或并聯(lián)狀態(tài)，每相轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]的通斷受總控制器[6]發(fā)出的信號控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的恒壓變功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是還包括風(fēng)速檢測裝置[7]，把其檢測到的風(fēng)速信號直接傳輸給總控制器[6]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的恒壓變功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)換開關(guān)[I]可以是繼電器、功率MOS管、雙向可控硅。
全文摘要
恒壓變功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)，總控制器并聯(lián)在相或線輸出回路中，過零檢測裝置串聯(lián)在相輸出回路中，把信號傳輸給總控制器，磁鋼電機(jī)依據(jù)總控制器輸出的信號帶動轉(zhuǎn)動磁鋼轉(zhuǎn)動，相電樞繞組由若干段組成，每二段電樞繞組間接有一組轉(zhuǎn)換開關(guān)，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的通斷，可使電樞繞組間呈串、并聯(lián)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)的通斷受總控制器發(fā)出的信號控制；過零檢測裝置串聯(lián)在發(fā)電機(jī)每相輸出回路中；還可用一只過零檢測裝置串聯(lián)在輸出回路中，還可增加風(fēng)速檢測裝置，轉(zhuǎn)換開關(guān)可以是繼電器、功率MOS管、雙向可控硅。用改變磁場強(qiáng)度的方式實(shí)現(xiàn)了恒壓的功能，用改變電樞繞組的串、并聯(lián)實(shí)現(xiàn)了變功率的功能，可充分利用風(fēng)力資源，并且無外露的機(jī)械傳動裝置。
文檔編號H02P9/48GK102780440SQ20111012029
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
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