一种自适应风向的垂直轴风力机及其控制方法与流程

文档序号:19220095发布日期:2019-11-26 02:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:包括竖直的塔筒结构(1),所述的塔筒结构(1)上设置水平的转环(11),所述的转环(11)绕在塔筒结构(1)上并能相对于塔筒结构(1)转动,转环(11)上安装有用于检测转环(11)转动角速度的转速监测器,所述的塔筒结构(1)上设置有若干个垂直轴风力机叶片结构(2),每个垂直轴风力机叶片结构(2)均包括叶片(21)、连杆(22)以及叶片角度控制装置(3),所述的叶片(21)为轴风力机叶片,叶片(21)竖直设置,所述的叶片(21)通过连杆(22)与转环(11)连接,所述的转环(11)能带动叶片(21)在水平方向上绕塔筒结构(1)转动,所述的叶片角度控制装置(3)安装在连杆(22)上,所述的叶片(21)通过叶片角度控制装置(3)与连杆(22)连接,所述的叶片角度控制装置(3)能带动叶片(21)绕叶片(21)自身的竖直中轴自转,相邻垂直轴风力机叶片结构(2)的叶片(21)之间具有角度和偏转方向均相同的相对偏角,叶片(21)等弧度布设在塔筒结构(1)四周,所述的塔筒结构(1)顶部安装有风向检测装置(4),所述的风向检测装置(4)用于检测风向,所述的塔筒结构(1)上安装有信号控制器,所述的信号控制器与转速监测器、风向检测装置(4)以及叶片角度控制装置(3)连接,所述的信号控制器能接收转速监测器检测到的转环(11)转动角速度以及风向检测装置(4)检测到的风向,并根据接收的信息控制叶片角度控制装置(3)带动叶片(21)转动,使其中一个叶片(21)始终垂直于风的来流方向。

2.根据权利要求1所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的垂直轴风力机叶片结构(2)的数量为四个,相应的,叶片(21)的数量为四个,叶片(21)之间相对偏角为45度。

3.根据权利要求2所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的叶片角度控制装置(3)包括电机(31)、第一齿轮(32)以及第二齿轮(33),所述的叶片(21)的竖直中轴与第二齿轮(33)的齿轮轴固定连接,所述的电机(31)固定在连杆(22)上,所述的电机(31)的电机轴与第一齿轮(32)的齿轮轴固定连接,所述的第一齿轮(32)和第二齿轮(33)咬合配合,所述的电机(31)的电机轴转动时,能使第一齿轮(32)带动第二齿轮转动,进而使叶片(21)沿其竖直中轴自转。

4.根据权利要求3所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的风向检测装置(4)包括风向标(41)、第三齿轮(42)、第四齿轮(43)以及齿轮转角检测器(44),所述的第三齿轮(42)和转动地安装在塔筒结构(1)顶部,所述的风向标(41)安装在第三齿轮(42)的上部且风向标(41)的标杆与第三齿轮(42)的齿轮轴固定连接,所述的齿轮转角检测器(44)固定安装在塔筒结构(1)顶部,所述的第四齿轮(43)的齿轮轴与齿轮转角检测器(44)连接,所述的齿轮转角检测器(44)能检测第四齿轮(43)的齿轮轴转角,所述的第三齿轮(42)和第四齿轮(43)咬合配合。

5.根据权利要求4所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的第三齿轮(42)和第四齿轮(43)的尺寸相同。

6.根据权利要求5所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的第一齿轮(32)和第二齿轮(33)的尺寸相同。

7.根据权利要求6所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的信号控制器为单片机,型号为avr单片机。

8.如权利要求1所述的一种自适应风向的垂直轴风力机的控制方法,其特征是:信号控制器实时接收转速监测器检测到的转环(11)转动角速度以及风向检测装置(4)检测到的风偏角,首先判断风偏角是否为0,是则信号控制器控制电机(31)输出转动角速度;否则信号控制器控制电机(31)以角速度转动t秒,


技术总结
本发明公开了一种自适应风向的垂直轴风力机,其中:包括竖直的塔筒结构,塔筒结构上设置水平的转环,转环绕在塔筒结构上并能相对于塔筒结构转动,转环上安装有用于检测转环转动角速度的转速监测器,塔筒结构上设置有若干个垂直轴风力机叶片结构,每个垂直轴风力机叶片结构均包括叶片、连杆以及叶片角度控制装置,叶片通过叶片角度控制装置与连杆连接,叶片角度控制装置能带动叶片绕叶片自身的竖直中轴自转,信号控制器能接收转速监测器检测到的转环转动角速度以及风向检测装置检测到的风向,并根据接收的信息控制叶片角度控制装置带动叶片转动,使其中一个叶片始终垂直于风的来流方向。

技术研发人员:柯世堂;王振逸;王晓海;孙捷;董依帆;朱容宽;王飞天
受保护的技术使用者:南京航空航天大学
技术研发日:2019.09.29
技术公布日:2019.11.22
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1