可连续运行的风力旋转系统的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】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⑷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 ⑶送往用电设备（5)，多余的电能储存在蓄电池⑷中，蓄电池⑷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) -部分为用电设备（5)供电，同时一部分送往电机（1)，驱 动电机⑴带动风机装置⑵旋转，从而保证风机装置⑵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] 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。
【专利附图】
【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 一电机、2-风机装置、3-电源变换及测控模块、4一蓄电池、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⑷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) -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⑵的叶片角度可由电源变换及测控模块⑶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。
【权利要求】
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。
【文档编号】F03D9/02GK104061132SQ201410337222
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】周封, 王晨光, 王丙全, 刘健, 郝婷, 崔博闻, 李伟力, 刘小可, 肖强 申请人:哈尔滨理工大学, 周封