[发明专利]一种智能垂直轴风力发电装置及其操作方法

说明书

本发明公开了一种智能垂直轴风力发电装置及其操作方法，包括底座、主轴、金属圆柱、风机叶片、风机、永磁发电机、控制电路、风速风向传感器和直线电机，主轴与金属圆柱通过上下金属圆盘连接，与风机叶片通过直线电机和连杆机构连接，所述永磁发电机设计位于风机底部，所述直线电机通过从空心主轴控制线缆与控制电路连接，所述金属圆柱固定和容纳风机叶片，金属圆柱圆柱面上设有垂直方向上矩形窄长槽孔，风机叶片厚度和高度与槽孔匹配，连杆机构控制风机叶片通过圆柱槽孔延伸出圆柱或收缩回圆柱；控制电路与风速风向传感器和直线电机连接。本发明具有易于运输和安装、维护成本低的特点，适合推广应用。

技术领域

本发明涉及一种发电装置，具体地说，涉及一种智能垂直轴风力发电装置及其操作方法。

背景技术

风场在空间上处处连续，时间上风速时刻处于变化之中，传统的风力发电装置叶片长度固定，由于风速和风向的不稳定造成风力发电产生的电流波动和起伏较大。

传统的水平轴风力发电装置体型巨大，生产、安装和维护的成本高昂，地形复杂的山区，交通不便的地区，地面或土层松软的地区难以安装。而且由于风机叶片高速旋转时可能伤及人或动物，所以传统的风力发电装置往往安装在无人且风能资源充沛的地区。而非最需要电力的地区，如山区的自动气象站或野外环境、土壤、水文、积雪观测系统。

现有技术中，急需一种智能垂直轴风力发电装置及其操作方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种智能垂直轴风力发电装置及其操作方法，采用圆柱状流线型设计、重心位于中轴、结构对称，对称结构，主轴各个方向的压力相等，对主轴的磨损小，外面叶片力臂短、这样的结构和外观设计使得强风、大风不易受损伤，维护成本很低，适合于大面积或者纵向堆叠和安装。

其具体技术方案为：

一种智能垂直轴风力发电装置，包括底座、主轴、金属圆柱、风机叶片、风机、永磁发电机、控制电路、风速风向传感器和直线电机，主轴与金属圆柱通过上下金属圆盘连接，与风机叶片通过直线电机和连杆机构连接，所述永磁发电机设计位于风机底部，所述直线电机通过从空心主轴控制线缆与控制电路连接，所述金属圆柱固定和容纳风机叶片，金属圆柱圆柱面上设有垂直方向上矩形窄长槽孔，风机叶片厚度和高度与槽孔匹配，连杆机构控制风机叶片通过圆柱槽孔延伸出圆柱或收缩回圆柱；控制电路与风速风向传感器和直线电机连接。

进一步，还包括圆柱形或长方体外壳。

进一步，发电装置外面设有尺寸和外观与风力发电装置匹配一致的圆柱状栅栏。

一种智能垂直轴风力发电装置的操作方法，包括以下步骤：

风驱动叶片带动与叶片相连的金属圆柱和金属主轴，主轴带动转子切割磁力线产生电流。

控制电路和数据采集电路与高精度风速传感器(分辨率0.1m/s)连接，实时采集风力发电装置所处位置的风速大小，根据风速自动控制长方形风机叶片伸出圆柱的长度，当风速大于12级(12m/s)的时候，控制电路控制直线电机收回风机叶片，同时控制电路启动电机刹车制动系统，风机处于停转状态。风速小于6级时，叶片除了需要置于圆柱内固定部分外，其他部分全部由直线电机置于圆柱外由风力驱动并带动圆柱转动产生电流。

垂直矩形叶片垂直镶嵌在金属圆柱上面，垂直叶片由控制电路通过直线电机牵引风机叶片，叶片牵引或伸出到不锈钢金属圆柱外的比例根据风速大小。风速过强的时候，叶片全部收回金属圆柱内，强风沿着圆柱光滑金属表面吹过，从而保护风机和叶片。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：