一种风力发电装置

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电装置。

背景技术

风力发电是利用风来产生电力的一种可再生能源技术，具体来说，风力发电机是将风能转换为机械功，这种机械功进一步带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备，一个典型的风力发电机主要由风轮、发电机(及其装置)、调向器(也称为尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。

现有技术存在的问题：

风力发电机的工作原理是利用风的动力转动叶片，然后通过传动系统将转动的动能传递到发电机，从而产生电能，因此，只要风力发电机的叶片接收到风力，无论是微风还是强风，叶片都会转动，然而，当风速低于一定值时，即切入风速，风力发电机则不会开始发电，这是因为在此风速下，捕获的空气动能所带来的功率小于发电机的额定功率，此时发电机可能无法高效地捕获风能。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电装置，能够实现切入风速较小时，依然可实现风力发电机组的启动与转动，最大程度上利用风能。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种风力发电装置，包括塔架；

发电机机组，所述发电机机组转动安装在塔架顶端；

风轮，所述风轮转动安装在发电机机组一端；

扇叶，所述扇叶转动安装在风轮外侧；

所述风轮包括位于其中部的转轴，所述外侧套接有连接环，所述连接环外侧均匀嵌设有电磁组件；

所述扇叶端部滑动安装有滑杆，当滑杆转动到与电磁组件的对应位置时，所述滑杆与电磁组件磁吸连接；

当扇叶旋转时，通过滑杆与电磁组件启闭控制扇叶的重心，用于调节扇叶的旋转速度。

所述扇叶内部开设有用于插接滑杆的滑槽，所述滑杆两相对侧面与滑槽内侧相对面贴合。

所述扇叶带动滑杆共同旋转。

所述扇叶至少设置两个，多个所述扇叶中部切面的滑槽两侧与滑杆两侧间隙配合。

当所述风轮带动顶部一侧的扇叶及滑杆旋转时，所述滑杆中部经过y+轴后，此时所述滑杆与电磁组件脱离，所述滑杆由于重力偏转至滑槽一侧，多组所述扇叶重心由风轮中心偏移，所述滑杆带动扇叶沿风轮中轴旋转。

所述扇叶至少设置四个，多个所述扇叶中部切面的滑槽两侧与滑杆两侧贴合。

当所述风轮带动扇叶旋转时，经过x轴的滑杆位于x轴偏下位置，此时所述滑杆与电磁组件脱离，所述滑杆滑动至滑槽背离风轮一端，通过所述滑杆改变多组扇叶重心，因而所述滑杆实现带动扇叶沿风轮中轴旋转。

所述滑杆相邻电磁组件一端设有衔铁端，所述衔铁端与电磁组件电磁吸连接。

本发明取得的技术效果为：

本发明，通过滑杆与电磁组件之间的磁吸连接与断开，通过重力来实现增加扇叶转动的动力，并配合扇叶外侧的切入风速，实现带动风轮及发电机机组的转动，从而实现发电，而在扇叶的切入风速较小时，通过滑杆与电磁组件之间的磁性连接与断开，可实现增加扇叶转动的启动动力。

本发明，通过经过扇叶的微弱的切入气流配合扇叶内部滑杆与电磁组件的启闭，来实现在切入扇叶的气流微弱时，也能够带动发电机机组发电，提升发电的效率及风能的利用率。

本发明，当切入扇叶外侧风力较大时，在控制范围内的，通过在风轮转动方向的逆方向的滑杆断开，用于增加多个扇叶转动方向的反作用力，从而可降低多组扇叶的转动，从而可避免风轮将较大的机械动能传动至发电机机组，造成发电机机组内部发电机的损坏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明图1中A-A的结构剖视图；

图3是本发明中实施例二的结构示意图；

图4是本发明中实施例一的结构示意图；

图5是本发明中实施例三的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、塔架；2、发电机机组；

3、风轮；31、转轴；32、连接环；33、电磁组件；

4、扇叶；41、滑槽；42、滑杆；43、衔铁端。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如图1-4所示，一种风力发电装置，包括塔架1、发电机机组2、风轮3及扇叶4，发电机机组2转动安装在塔架1顶端，风轮3转动安装在发电机机组2一端，扇叶4转动安装在风轮3外侧。

风轮3包括位于其中部的转轴31，外侧套接有连接环32，连接环32外侧均匀嵌设有电磁组件33，扇叶4端部滑动安装有滑杆42，当滑杆42转动到与电磁组件33的对应位置时，滑杆42与电磁组件33磁吸连接。

根据上述结构，其工作原理为：

当扇叶4旋转时，通过滑杆42与电磁组件33启闭控制扇叶4的重心，用于调节扇叶4的旋转速度。

在滑杆42与电磁组件33脱离后，其包括两种状况用于使扇叶4带动风轮3旋转，以及通过滑杆42与电磁组件33启闭控制扇叶4的转动速度；

实施例一：

请详细参照图2及图4，扇叶4至少设置两个，多个扇叶4中部切面的滑槽41两侧与滑杆42两侧间隙配合。

进一步的，其工作方式为：

当风轮3带动顶部一侧的扇叶4及滑杆42旋转时，滑杆42中部经过y+轴后，此时滑杆42与电磁组件33脱离，滑杆42由于重力偏转至滑槽41一侧，多组扇叶4重心由风轮3中心偏移，滑杆42带动扇叶4沿风轮3中轴旋转。

根据上述结构，当顶部一侧的滑杆42中心转动至y+一侧时，此时扇叶4内部的滑杆42与电磁组件33脱离，由于滑槽41两侧与滑杆42两侧间隙配合，此时位于滑槽41内侧的滑杆42发生倾斜，造成多组扇叶4重心偏移，与风轮3中心处于非重合状态，多组扇叶4受重力影响，带动多组扇叶4开始绕转轴31旋转。

此外，当滑杆42旋转至y-时，此时电磁组件33启动，与滑杆42端部的衔铁端43磁吸连接，使带动滑杆42朝向连接环32侧面连接，结合上述，循环往复，可通过滑杆42与电磁组件33之间的磁吸连接与断开，通过重力来实现增加扇叶4转动的动力。

当切入扇叶4的风力不足以带动风轮3与扇叶4旋转时，且能够检测到气流流动，此时，通过滑杆42与电磁组件33之间的磁吸连接与断开配合扇叶4外侧的切入风速，实现带动风轮3及发电机机组2的转动，从而实现风轮3带动发电机机组2发电。

然而，当切入扇叶4的风力不足以带动风轮3与扇叶4旋转时，且能够检测到气流流动，可通过滑杆42与电磁组件33之间的磁性连接与断开，可实现增加扇叶4转动的启动动力，从而实现了最大程度的利用风能，提升风能的利用效率，提升发电的稳定性。

实施例二：

请详细参照图2及图3，扇叶4至少设置四个，多个扇叶4中部切面的滑槽41两侧与滑杆42两侧贴合。

进一步的，当风轮3带动扇叶4旋转时，经过x+轴的滑杆42位于x+轴偏下位置，此时滑杆42与电磁组件33脱离，滑杆42滑动至滑槽41背离风轮3一端，通过滑杆42改变多组扇叶4重心，因而滑杆42实现带动扇叶4沿风轮3中轴旋转。

根据上述结构，当其中一个滑杆42旋转x+偏下位置时，通过电磁组件33与衔铁端43之间磁性断开与连接，多组扇叶4的重心向磁性断开连接的滑杆42一侧偏移，此时受重力影响，多组扇叶4开始发生偏移旋转，进一步的，通过配合切入扇叶4的风速，实现扇叶4绕风轮3的转动，而在断开的滑杆42转动至y-时，此时沿风轮3逆方向相邻的另一个滑杆42与衔铁端43发生磁性断开，并进一步通过重力因素与扇叶4转动的惯性，以及扇叶4外侧切入风速的带动扇叶4持续旋转，并进一步带动风轮3及发电机机组2的转动发电。

通过参考实施例一与实施例二，其中滑杆42相邻电磁组件33一端设置的衔铁端43，衔铁端43与电磁组件33电磁吸连接。

进一步的，电磁组件33包括电磁线圈与铁芯，其中铁芯用于与衔铁端43表面产生磁性连接关系，电磁组件33的原理为，通过继电器开关控制电磁线圈的通电与断电，从而实现电磁组件33与衔铁端43之间的磁吸与断开。

实施例三：

反之，通过结合实施例一、实施例二以及图5，当切入扇叶4外侧风力较大时，此处所表述的风力较大是当气流带动4旋转，而旋转速度太快，超过了发电机机组2的能够承受的最大发电转速，在气流速度能够控制范围内的，即可通过以下方式减速的：

当多组扇叶4转动方向如图5时，通过转动方向的逆方向滑杆42与电磁组件33断开，此时多组扇叶的重心处于反转动方向上，用于增加多个扇叶4转动方向的反作用力，从而可降低多组扇叶4的转动，一方面可避免风轮3将较大的机械动能传动至发电机机组2，造成发电机机组2内部发电机的损坏；另一方面则是可在风力持续增加的状况下，给位于发电机机组2内部的刹车装置反应时间，并进一步保护刹车装置的刹车片，其中刹车装置用于避免多组扇叶4转速过快损坏发电机机组2。

实施例四：

可参照图1及图2所示，在切入多组扇叶4的气流正常时，即不低于最小转动速度，也不大于发电机机组能够承受的最大转速，此时多组电磁组件33与滑杆42处于同时连接或者断开状态，使多组扇叶4的重心始终与风轮3的中心重合。

请参照图2所示，扇叶4内部开设有用于插接滑杆42的滑槽41，滑杆42与滑槽41其中两个相对侧面贴合，滑杆42与滑槽41内部另外两个相对侧面间隙配合。

根据上述结构，滑杆42与滑槽41之间可通过设置润滑油或者通过将滑槽41与滑杆42表面进行光滑处理，从而降低滑杆42在滑槽41内部移动过程中而产生的摩擦力，从而控制电磁组件33磁性用电的多少。

进一步的，滑杆42可通过配合设置的扇叶4的长度与大小，而滑杆42可设置为全金属、两端金属的杆状结构，而滑竿42与电磁组件33之间的间距可根据电磁组件33的最大磁吸距离以及滑竿42的重量来决定，或者可通过延长电磁组件33内部铁芯的长度，来延伸至43间隙插接，用于增加滑竿42的滑动距离。

更进一步的，通过滑杆42的设置，且滑杆42与滑槽41其中相对的两侧贴合安装，因此还能通过滑杆42增强扇叶4整体结构的钢性。

除通过电磁组件33与滑 42 之间磁吸实现滑竿 42 移动的目的，还可通过电动螺杆带动滑竿42位移；以及滑槽 41 内部设置电磁线圈，利用电磁线圈带动滑竿 42 产生位移，以达成上述效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。