專利名稱：垂直軸多級雙葉片雙向旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置及發(fā)電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置，并涉及其發(fā)電控制方法。
背景技術(shù)：
目前，在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，較常用的發(fā)電機為水平軸風(fēng)力發(fā)電機和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。水平軸風(fēng)力發(fā)電機受風(fēng)向影響較大，當(dāng)風(fēng)向發(fā)生改變時需靠方向舵來調(diào)整風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的迎風(fēng)方向，其機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在風(fēng)輪轉(zhuǎn)向過程中能量損耗大。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機受風(fēng)向變化影響較小，風(fēng)能利用率較高。但是由于現(xiàn)有技術(shù)中垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置中，一組風(fēng)輪只能使用一個發(fā)電機，單位體積的發(fā)電量較少。另外，現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片一般為單葉片設(shè)計。這種單葉片設(shè)計在受風(fēng)時，相鄰兩側(cè)葉片同時受力會相互的抵消一部分作用力，輸出力矩不大，因此將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為動能時仍有能量的損耗，風(fēng)能未完全利用?，F(xiàn)有的風(fēng)輪大多只能單向旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中會發(fā)生共振，機械疲勞情況較為嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種垂直軸多級雙葉片雙向旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置及發(fā)電控制方法，能夠有效地提高發(fā)電量，以克服現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機的缺陷。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下
垂直軸多級雙葉片雙向旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于包括塔柱，在所述塔柱上安裝有數(shù)量為偶數(shù)的若干個風(fēng)輪，所述風(fēng)輪兩個為一組并在它們之間安裝有發(fā)電機構(gòu)成一個發(fā)電模塊；
所述風(fēng)輪包括一安裝在塔柱上的風(fēng)輪轂，還包括通過支撐桿周向均布地安裝在所述風(fēng)輪轂上的若干主葉片；每個發(fā)電模塊中，一個風(fēng)輪的風(fēng)輪轂與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子相連接，另一個風(fēng)輪的風(fēng)輪轂與發(fā)電機的定子相連接；在每一主葉片的一側(cè)還分別設(shè)置有一副葉片，所述副葉片通過副葉片角度調(diào)節(jié)桿與風(fēng)輪轂相連接。還包括安裝在塔柱底部的蓄電裝置和控制裝置；所述塔柱的頂部還安裝有測風(fēng)儀，所述測風(fēng)儀與控制裝置信號連接；發(fā)電機通過導(dǎo)線分別與控制裝置和蓄電裝置相連接。若干個風(fēng)輪的體積自上而下逐漸增大。垂直軸多級雙葉片雙向旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置的控制方法，其特征在于測風(fēng)儀檢測風(fēng)向，將信號傳給控制裝置，控制裝置分別通過調(diào)節(jié)副葉片角度調(diào)節(jié)桿來控制副葉片的迎風(fēng)角度，保證每一組發(fā)電模塊中的上下兩個風(fēng)輪始終沿相反方向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)發(fā)電機的轉(zhuǎn)子和定子反方向旋轉(zhuǎn)的目的；最后發(fā)電機將產(chǎn)生的電流通過導(dǎo)線傳遞到蓄電裝置中。本發(fā)明的積極效果在于
本裝置的上風(fēng)輪組的風(fēng)輪轂與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子相連接，下風(fēng)輪組的風(fēng)輪轂與發(fā)電機的定子相連接，當(dāng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，互為一體的發(fā)電機機體和定子沿轉(zhuǎn)子的相反方向旋轉(zhuǎn)。 充分利用了風(fēng)輪組之間的垂直空間，并且使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速快，因此輸出效率高，增加了風(fēng)輪單位體積的發(fā)電量。并且上下風(fēng)輪沿相反方向進行旋轉(zhuǎn)，能夠在很大程度上抵消一部分共振，減輕了本裝置的各部件的機械疲勞。在每一主葉片的一側(cè)還分別設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)迎風(fēng)角度的副葉片，在保證上下兩風(fēng)輪組沿相反方向旋轉(zhuǎn)的同時，使風(fēng)輪的受風(fēng)面積加大，調(diào)速的靈活性也非常方便，充分提高了風(fēng)轉(zhuǎn)的利用效率。每個風(fēng)輪組的體積自上而下逐漸增大，在大風(fēng)天氣下不易損壞，適應(yīng)高處風(fēng)大的規(guī)律。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明。如圖I所示，本發(fā)明包括與地面垂直的塔柱2，所述塔柱2的底部通過支座I與地面連接。在所述塔柱2上自上而下設(shè)置有兩組發(fā)電模塊，其中每組發(fā)電模塊中包括上下設(shè)置的一對風(fēng)輪組4，該上風(fēng)輪組4-1與下風(fēng)輪組4-2之間設(shè)置有發(fā)電機7。其中一風(fēng)輪組4 包括一安裝在塔柱2上的風(fēng)輪轂5，還包括通過支撐桿周向均布地安裝在所述風(fēng)輪轂5上的若干主葉片10。其中上風(fēng)輪組4-1的風(fēng)輪轂與發(fā)電機7的轉(zhuǎn)子3相連接，下風(fēng)輪組4-2的風(fēng)輪轂與發(fā)電機的定子6相連接。在每一主葉片10的一側(cè)還分別設(shè)置有一副葉片11，所述副葉片11通過副葉片角度調(diào)節(jié)桿12與風(fēng)輪轂5相連接。所述副葉片角度調(diào)節(jié)桿12為電控液壓伸縮桿，能夠控制副葉片11的迎風(fēng)角度。所述塔柱2的頂部還安裝有測風(fēng)儀13。所述測風(fēng)儀13與控制裝置9信號連接。 發(fā)電機7通過導(dǎo)線與安裝在塔柱2底部的蓄電裝置8和控制裝置9相連接。每個風(fēng)輪組4的體積自上而下逐漸增大，以適應(yīng)高處風(fēng)大的規(guī)律。設(shè)備工作時，上、下風(fēng)輪組4沿相反方向旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機7的轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)，同時互為一體的發(fā)電機7機體和定子6沿轉(zhuǎn)子3的相反方向旋轉(zhuǎn)。此時通過電機7滑環(huán)通入一定勵磁電流，使轉(zhuǎn)子3成為一個旋轉(zhuǎn)磁場，定子6線圈做切割磁力線的運動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生電流。發(fā)電機7通過導(dǎo)線將電流傳遞到安裝在塔柱2 底部的相互連接在一起的蓄電裝置8和控制裝置9中。測風(fēng)儀13檢測風(fēng)向，將信號轉(zhuǎn)給控制裝置9，控制裝置9分別通過調(diào)節(jié)上下兩個風(fēng)輪組的副葉片角度調(diào)節(jié)桿控制上下兩個風(fēng)輪組的副葉片11的迎風(fēng)角度，保證每一組發(fā)電模塊中的上下兩個風(fēng)輪組始終沿相反方向轉(zhuǎn)動。
權(quán)利要求
1.垂直軸多級雙葉片雙向旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于包括塔柱(2)，在所述塔柱(2)上安裝有數(shù)量為偶數(shù)的若干個風(fēng)輪(4)，所述風(fēng)輪(4)兩個為一組并在它們之間安裝有發(fā)電機(7)構(gòu)成一個發(fā)電模塊；所述風(fēng)輪(4 )包括一安裝在塔柱(2 )上的風(fēng)輪轂(5 )，還包括通過支撐桿周向均布地安裝在所述風(fēng)輪轂(5)上的若干主葉片(10);每個發(fā)電模塊中，一個風(fēng)輪(4)的風(fēng)輪轂(5)與發(fā)電機(7)的轉(zhuǎn)子(3)相連接，另一個風(fēng)輪(4)的風(fēng)輪轂(5)與發(fā)電機(7)的定子(6)相連接；在每一主葉片(10)的一側(cè)還分別設(shè)置有一副葉片(11)，所述副葉片(11)通過副葉片角度調(diào)節(jié)桿(12)與風(fēng)輪轂(5)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸多級雙葉片雙向旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于還包括安裝在塔柱(2 )底部的蓄電裝置(8 )和控制裝置(9 );所述塔柱(2 )的頂部還安裝有測風(fēng)儀(13)，所述測風(fēng)儀(13)與控制裝置(9)信號連接；發(fā)電機(7)通過導(dǎo)線分別與控制裝置(9)和蓄電裝置(8)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的垂直軸多級雙葉片雙向旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于 若干個風(fēng)輪(4)的體積自上而下逐漸增大。
4.垂直軸多級雙葉片雙向旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置的控制方法，其特征在于測風(fēng)儀(13)檢測風(fēng)向，將信號傳給控制裝置(9)，控制裝置(9)分別通過調(diào)節(jié)副葉片角度調(diào)節(jié)桿來控制副葉片(11)的迎風(fēng)角度，保證每一組發(fā)電模塊中的上下兩個風(fēng)輪始終沿相反方向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)發(fā)電機(7)的轉(zhuǎn)子(3)和定子(6)反方向旋轉(zhuǎn)的目的；最后發(fā)電機(7)將產(chǎn)生的電流通過導(dǎo)線傳遞到蓄電裝置(8)中。
全文摘要
本發(fā)明是一種垂直軸多級雙葉片雙向旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置，包括塔柱，在塔柱上安裝有數(shù)量為偶數(shù)的若干個風(fēng)輪，風(fēng)輪兩個為一組并在它們之間安裝有發(fā)電機構(gòu)成一個發(fā)電模塊；風(fēng)輪包括一安裝在塔柱上的風(fēng)輪轂，還包括通過支撐桿周向均布地安裝在風(fēng)輪轂上的若干主葉片；每個發(fā)電模塊中，一個風(fēng)輪的風(fēng)輪轂與發(fā)電機轉(zhuǎn)子相連接，另一個風(fēng)輪的風(fēng)輪轂與發(fā)電機定子相連接；在每一主葉片的一側(cè)還分別設(shè)置有一副葉片，所述副葉片通過副葉片角度調(diào)節(jié)桿與風(fēng)輪轂相連接?；橐惑w的發(fā)電機機體和定子沿轉(zhuǎn)子的相反方向旋轉(zhuǎn)。使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速快，因此輸出效率高，增加了風(fēng)輪單位體積的發(fā)電量。
文檔編號F03D7/06GK102606411SQ201210116248
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者李新民 申請人:李新民