[实用新型]一种自励磁风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种自励磁风力发电机。

背景技术

现有的中小型风力发电机的机理都是靠线圈在由水磁性磁钢为主所构成的磁场中进行相对旋转来切割磁力线从而产生电能，其磁钢为不可缺少的主体(见图1)。由于磁钢的原料主要成分为战略性物资稀土，且遭遇到国外掠夺性采购，目前受到了国家的宏观控制，价格也产生了十倍以上的飙升，大大影响了使用企业的利益，也制约了新型能源的发展。

由于发电机内部由磁钢同矽钢片或者软铁加工而组成的主磁极同线圈同矽钢片组成的副磁极之间的相互作用，从而产生了一定的磁阻，当我们用手旋转主轴时会立即感觉到有一愣一愣的阻力。这样在外环境中只有当风速达到一定时叶片的动力才能克服其阻力而开始旋转，这就是风力发电机的启动风速的由来。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种自励磁风力发电机，提高了发电效率、节省了成本。

本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。

一种自励磁风力发电机，包括外壳、成型矽钢片冲制铁芯、定子线圈、励磁线圈和中轴；所述外壳位于最外层，包裹成型矽钢片冲制铁芯，成型矽钢片冲制铁芯上固定有定子线圈，中心是中轴，励磁线圈固定在中轴支架上，励磁线圈围绕中轴相对定子线圈旋转。

优选地，还包括：传感器、单片机控制、风力发电机控制器、励磁控制器和蓄电池，传感器感知发电机参数，再和单片机控制相连，单片机控制控制风力发电机控制器，风力发电机控制器控制励磁控制器和蓄电池，励磁控制器控制励磁线圈。

优选地，所述传感器包括：风速传感器和风向传感器和电压传感器和电流传感器。

优选地，还包括：偏航控制器，偏航控制器由单片机控制、风力发电机控制器控制，并控制发电机。

优选地，还包括：卸载器，卸载器由风力发电机控制器控制。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：由于采用自励磁技术，节省了成本，提高了发电效率。

附图说明

图1是现有技术中风力发电机结构示意图；

图2本实用新型风力发电机结构示意图；

图3本实用新型风力发电机控制示意图。

具体实施方式

参见图2，一种自励磁风力发电机，包括外壳1、成型矽钢片冲制铁芯2、定子线圈3、励磁线圈4和中轴5；所述外壳1位于最外层，包裹成型矽钢片冲制铁芯2，成型矽钢片冲制铁芯2上固定有定子线圈3，中心是中轴5，励磁线圈4固定在中轴5支架上，励磁线圈4围绕中轴5相对定子线圈3旋转。

参见图3，还包括：传感器、单片机控制13、风力发电机控制器8、励磁控制器7和蓄电池12，传感器感知发电机参数，再和单片机控制13相连，单片机控制13控制风力发电机控制器8，风力发电机控制器8控制励磁控制器7和蓄电池12，励磁控制器7控制励磁线圈4。所述传感器包括：风速传感器14和风向传感器15和电压传感器16和电流传感器17。进一步包括：偏航控制器6，偏航控制器6由单片机控制13和风力发电机控制器8控制，并控制发电机。卸载器11，卸载器11由风力发电机控制器8控制。

通常所说的叶片的扫略面积都认为是以单个叶片长度为半径计算出来的圆面积为扫略面积。事实上在静止状态下的扫略面积仅仅是叶片自身的物理面积，在旋转开始以后其扫略面积仅仅是转速的一个函数。随着转速的增加其函数也在增加，直至达到一定的转速后才可以认为实际的扫略面积等同于理论扫略面积。由此看出：其扫略效率是一个可变值，转速起着决定性的作用。提高了转速即是提高了扫略效率也就是提高了发电效率。我们设计的风力发电机(在5KW以上)采用无磁钢的恒转速、恒功率自励磁方式，永磁部分采用电磁铁，其励磁电流受到转速信号功率信号的控制。在达到额定转速前完全没有励磁电流，也就是完全没有磁阻，叶片可以轻而易举的启动并加速，大大的提高了扫略效率。

在达到额定转速后由单片机控制的励磁电路提供给励磁线圈以一定的励磁电流，并综合转速和输出电压、输出功率值自行调整励磁电流的大小，使之始终处于最佳发电状态。

在输出电压或输出功率等综合参数过高时由单片机控制机电偏航系统使得机头适当偏航，并停止在各参数平衡的相对位置，最大限度的发挥发电机的效率，实现额定条件下的恒功率、恒转速状态。