可连续运行的风力旋转系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410337222.2

申请日:

2014.07.16

公开号:

CN104061132A

公开日:

2014.09.24

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):F03D 9/00申请公布日:20140924|||实质审查的生效IPC(主分类):F03D 9/00申请日:20140716|||公开

IPC分类号:

F03D9/00; F03D9/02; F03D7/06; H02K7/14; H02K7/18

主分类号:

F03D9/00

申请人:

哈尔滨理工大学; 周封

发明人:

周封; 王晨光; 王丙全; 刘健; 郝婷; 崔博闻; 李伟力; 刘小可; 肖强

地址:

150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种可连续运行的风力旋转系统,由电机、风机装置、电源变换及测控模块、蓄电池、用电设备等组成。电机可以工作于发电机和电动机两种模式,保证在各种风况下,与电机相连的风机装置的旋转部分及其上的用电设备能够连续运转,通过调节风机装置的叶片角度以保证在各种风况下,风机装置能够最大程度地利用风能并减少损耗,同时结合电机调速等方式可以各种风况下,实现用电设备转速恒定,该系统具有整机结构简单、风机效率高等优点。

权利要求书

1.  可连续运行的风力旋转系统,包括电机(1)、风机装置(2)、电源变换及测控模块(3)、蓄电池(4)、用电设备(5),其特征在于:风机装置(2)的旋转部分与电机(1)相连,电机(1)可工作于发电机和电动机两种模式,且经电源变换及测控模块(3)与蓄电池(4)相连,用电设备(5)通过电源变换及测控模块(3)供电。

2.
  根据权利要求1所述的可连续运行的风力旋转系统,其特征在于:当风力充足时,电机(1)工作于发电机状态,发出的电能经电源变换及测控模块(3)送往用电设备(5),多余部分由蓄电池(4)储存;当风力过小或无风时,电机(1)工作于电动机状态,蓄电池(4)储存的能量经电源变换及测控模块(3)直接为用电设备(5)供电,同时送往电机(1),驱动电机(1)带动风机装置(2)旋转,从而保证风机在各种风况下都能保持旋转运动。

3.
  根据权利要求1所述的可连续运行的风力旋转系统,其特征在于:风机装置(2)的叶片角度可调,发电运行时根据控制要求或风况自动调整到最佳角度;电动运行时则将角度调平,以尽量减少风阻,降低能量消耗。

4.
  根据权利要求1所述的可连续运行的风力旋转系统,其特征在于:在发电或电动运行情况下,电源变换及测控模块(3)可分别通过调整叶片角度或电机调速等方式控制风机装置(2)的运行速度,并按照使用要求在风力波动或无风情况下一直维持某一运行速度。

说明书

可连续运行的风力旋转系统
技术领域
本发明涉及一种可连续运行的风力旋转系统,属于风力发电领域和特种电机领域。
背景技术
某些户外小型用电设备,如小型雷达、驱鸟装置、装饰灯具等,需要电动机以恒定的转速来拖动,保证其作持续且接近匀速的旋转运动,由于在户外,为了充分利用风能并减少机械设备,可以将用电设备与风力旋转发电设备设计成一体,且安装在风机装置的旋转部分上,但是旋转系统通常存在有风运转、无风停转、风大转速快、风小转速慢等现象,导致发电机无法连续运转、发电不稳定,而用电设备一般不允许出现转速时快时慢、甚至停转的现象。因此,可以将电机设计成可工作于发电机和电动机两种模式,能够根据控制要求或风况自动进行调节或切换,保证旋转系统可以连续稳定运行。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种可连续运行的风力旋转系统,可以保证电机连续运转、安装于旋转部分的用电设备转速恒定、简化整机结构、最大程度地利用风能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:可连续运行的风力旋转系统由电机(1)、风机装置(2)、电源变换及测控模块(3)、蓄电池(4)、用电设备(5)组成。风机装置(2)的旋转部分上装有户外小型用电设备(5),实现两者同步旋转,风机装置(2)的旋转部分与电机(1)相连,电机(1)可工作于发电机和电动机两种模式,且经电源变换及测控模块(3)与蓄电池(4)相连,用电设备(5)通过电源变换及测控模块(3)供电。
当风力充足时,电机(1)工作于发电机状态,发出的电能经电源变换及测控模块(3)送往用电设备(5),多余的电能储存在蓄电池(4)中,蓄电池(4)处于充电状态;当风力过小或无风时,电机(1)工作于电动机状态,蓄电池(4)处于放电状态,蓄电池(4)储存的能量经电源变换及测控模块(3)一部分为用电设备(5)供电,同时一部分送往电机(1),驱动电机(1)带动风机装置(2)旋转,从而保证风机装置(2)和用电设备(5)在各种风况下都能保持旋转运动。
风机装置(2)的叶片角度可调,发电运行时根据控制要求或风况自动调整到最佳角度,以保证发电效果;电动运行时则将角度调平,以尽量减少风阻,降低能量消耗。
在发电或电动运行情况下,电源变换及测控模块(3)可分别通过调整叶片角度或电机调速等方式控制风机装置(2)的运行速度,并按照使用要求在风力波动或无风情况下维持某一运行速度,实现用电设备(5)作持续且接近匀速的旋转运动。
与现有技术相比较,本发明具有如下优点:可以保证电机连续运转、用电设备转速恒定、简化整机结构、最大程度地利用风能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1为可连续运行的风力旋转系统结构示意图。
图2为发电状态叶片角度示意图。
图3为电动状态叶片角度示意图。
图中:1—电机、2—风机装置、3—电源变换及测控模块、4—蓄电池、5—用电设备。
具体实施方式
在有些应用场合,如小型雷达、装饰灯具等,用电设备(5)即为雷达、灯具本身;在有些应用场合,如驱鸟装置,用电设备(5)可能是超声波换能器或LED强光灯,也可能直接在风机装置(2)的叶片上涂镜面反光涂层,从而不需要用电设备(5),但无论是否采用用电设备(5),都必须保证风机装置(2)的旋转部分作持续且接近匀速的旋转运动。因此采用如下具体实施方式
如图1所示,可连续运行的风力旋转系统由电机(1)、风机装置(2)、电源变换及测控模块(3)、蓄电池(4)、用电设备(5)组成。风机装置(2)的旋转部分与电机(1)的旋转部分相连,电机(1)可工作于发电机和电动机两种模式,且经电源变换及测控模块(3)与蓄电池(4)相连。当风力充足时,电机(1)工作于发电机状态,发出的电能经电源变换及测控模块(3)送往用电设备(5),多余的电能储存在蓄电池(4)中,蓄电池(4)处于充电状态;当风力过小或无风时,电机(1)工作于电动机状态,蓄电池(4)处于放电状态,蓄电池(4)储存的能量经电源变换及测控模块(3)一部分为用电设备(5)供电,同时一部分送往电机(1),驱动电机(1)带动风机装置(2)旋转,从而保证风机装置(2)在各种风况下都能保持旋转运动。
风机装置(2)的叶片角度可由电源变换及测控模块(3)进行自动调节,发电运行时,如图2所示,根据控制要求或风况,在电源变换及测控模块(3)的作用下,叶片自动调整到吃风角度,以充分利用风能,保证发电效果;电动运行时,如图3所示,在电源变换及测控模块(3)的作用下,叶片角度调平,以尽量减少风阻,降低能量消耗。在发电或电动运行情况下,电源变换及测控模块(3)可分别通过调整叶片角度或电机调速等方式控制风机装置(2)的运行速度,并按照使用要求在风力波动或无风情况下维持某一运行速度,实现用电设备(5)作持续且接近匀速的旋转运动。
以上所述仅为本发明的较佳实施实例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104061132A43申请公布日20140924CN104061132A21申请号201410337222222申请日20140716F03D9/00200601F03D9/02200601F03D7/06200601H02K7/14200601H02K7/1820060171申请人哈尔滨理工大学地址150080黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号申请人周封72发明人周封王晨光王丙全刘健郝婷崔博闻李伟力刘小可肖强54发明名称可连续运行的风力旋转系统57摘要本发明公开了一种可连续运行的风力旋转系统,由电机、风机装置、电源变换及测控模块、蓄电池、用电设备等组成。电机可以工作于发电。

2、机和电动机两种模式,保证在各种风况下,与电机相连的风机装置的旋转部分及其上的用电设备能够连续运转,通过调节风机装置的叶片角度以保证在各种风况下,风机装置能够最大程度地利用风能并减少损耗,同时结合电机调速等方式可以各种风况下,实现用电设备转速恒定,该系统具有整机结构简单、风机效率高等优点。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页10申请公布号CN104061132ACN104061132A1/1页21可连续运行的风力旋转系统,包括电机(1)、风机装置(2)、电源变换及测控模块(3)、蓄电池(4)、用电设备(5)。

3、,其特征在于风机装置(2)的旋转部分与电机(1)相连,电机(1)可工作于发电机和电动机两种模式,且经电源变换及测控模块(3)与蓄电池(4)相连,用电设备(5)通过电源变换及测控模块(3)供电。2根据权利要求1所述的可连续运行的风力旋转系统,其特征在于当风力充足时,电机(1)工作于发电机状态,发出的电能经电源变换及测控模块(3)送往用电设备(5),多余部分由蓄电池(4)储存;当风力过小或无风时,电机(1)工作于电动机状态,蓄电池(4)储存的能量经电源变换及测控模块(3)直接为用电设备(5)供电,同时送往电机(1),驱动电机(1)带动风机装置(2)旋转,从而保证风机在各种风况下都能保持旋转运动。3。

4、根据权利要求1所述的可连续运行的风力旋转系统,其特征在于风机装置(2)的叶片角度可调,发电运行时根据控制要求或风况自动调整到最佳角度;电动运行时则将角度调平,以尽量减少风阻,降低能量消耗。4根据权利要求1所述的可连续运行的风力旋转系统,其特征在于在发电或电动运行情况下,电源变换及测控模块(3)可分别通过调整叶片角度或电机调速等方式控制风机装置(2)的运行速度,并按照使用要求在风力波动或无风情况下一直维持某一运行速度。权利要求书CN104061132A1/2页3可连续运行的风力旋转系统技术领域0001本发明涉及一种可连续运行的风力旋转系统,属于风力发电领域和特种电机领域。背景技术0002某些户外。

5、小型用电设备,如小型雷达、驱鸟装置、装饰灯具等,需要电动机以恒定的转速来拖动,保证其作持续且接近匀速的旋转运动,由于在户外,为了充分利用风能并减少机械设备,可以将用电设备与风力旋转发电设备设计成一体,且安装在风机装置的旋转部分上,但是旋转系统通常存在有风运转、无风停转、风大转速快、风小转速慢等现象,导致发电机无法连续运转、发电不稳定,而用电设备一般不允许出现转速时快时慢、甚至停转的现象。因此,可以将电机设计成可工作于发电机和电动机两种模式,能够根据控制要求或风况自动进行调节或切换,保证旋转系统可以连续稳定运行。发明内容0003为了克服现有技术的不足,本发明提供一种可连续运行的风力旋转系统,可以。

6、保证电机连续运转、安装于旋转部分的用电设备转速恒定、简化整机结构、最大程度地利用风能。0004本发明解决其技术问题所采用的技术方案是可连续运行的风力旋转系统由电机1、风机装置2、电源变换及测控模块3、蓄电池4、用电设备5组成。风机装置2的旋转部分上装有户外小型用电设备5,实现两者同步旋转,风机装置2的旋转部分与电机1相连,电机1可工作于发电机和电动机两种模式,且经电源变换及测控模块3与蓄电池4相连,用电设备5通过电源变换及测控模块3供电。0005当风力充足时,电机1工作于发电机状态,发出的电能经电源变换及测控模块3送往用电设备5,多余的电能储存在蓄电池4中,蓄电池4处于充电状态;当风力过小或无。

7、风时,电机1工作于电动机状态,蓄电池4处于放电状态,蓄电池4储存的能量经电源变换及测控模块3一部分为用电设备5供电,同时一部分送往电机1,驱动电机1带动风机装置2旋转,从而保证风机装置2和用电设备5在各种风况下都能保持旋转运动。0006风机装置2的叶片角度可调,发电运行时根据控制要求或风况自动调整到最佳角度,以保证发电效果;电动运行时则将角度调平,以尽量减少风阻,降低能量消耗。0007在发电或电动运行情况下,电源变换及测控模块3可分别通过调整叶片角度或电机调速等方式控制风机装置2的运行速度,并按照使用要求在风力波动或无风情况下维持某一运行速度,实现用电设备5作持续且接近匀速的旋转运动。0008。

8、与现有技术相比较,本发明具有如下优点可以保证电机连续运转、用电设备转速恒定、简化整机结构、最大程度地利用风能。说明书CN104061132A2/2页4附图说明0009下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明图1为可连续运行的风力旋转系统结构示意图。0010图2为发电状态叶片角度示意图。0011图3为电动状态叶片角度示意图。0012图中1电机、2风机装置、3电源变换及测控模块、4蓄电池、5用电设备。具体实施方式0013在有些应用场合,如小型雷达、装饰灯具等,用电设备5即为雷达、灯具本身;在有些应用场合,如驱鸟装置,用电设备5可能是超声波换能器或LED强光灯,也可能直接在风机装置2的叶。

9、片上涂镜面反光涂层,从而不需要用电设备5,但无论是否采用用电设备5,都必须保证风机装置2的旋转部分作持续且接近匀速的旋转运动。因此采用如下具体实施方式。0014如图1所示,可连续运行的风力旋转系统由电机1、风机装置2、电源变换及测控模块3、蓄电池4、用电设备5组成。风机装置2的旋转部分与电机1的旋转部分相连,电机1可工作于发电机和电动机两种模式,且经电源变换及测控模块3与蓄电池4相连。当风力充足时,电机1工作于发电机状态,发出的电能经电源变换及测控模块3送往用电设备5,多余的电能储存在蓄电池4中,蓄电池4处于充电状态;当风力过小或无风时,电机1工作于电动机状态,蓄电池4处于放电状态,蓄电池4储。

10、存的能量经电源变换及测控模块3一部分为用电设备5供电,同时一部分送往电机1,驱动电机1带动风机装置2旋转,从而保证风机装置2在各种风况下都能保持旋转运动。0015风机装置2的叶片角度可由电源变换及测控模块3进行自动调节,发电运行时,如图2所示,根据控制要求或风况,在电源变换及测控模块3的作用下,叶片自动调整到吃风角度,以充分利用风能,保证发电效果;电动运行时,如图3所示,在电源变换及测控模块3的作用下,叶片角度调平,以尽量减少风阻,降低能量消耗。在发电或电动运行情况下,电源变换及测控模块3可分别通过调整叶片角度或电机调速等方式控制风机装置2的运行速度,并按照使用要求在风力波动或无风情况下维持某一运行速度,实现用电设备5作持续且接近匀速的旋转运动。0016以上所述仅为本发明的较佳实施实例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104061132A1/2页5图1图2说明书附图CN104061132A2/2页6图3说明书附图CN104061132A。

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