[发明专利]一种无叶片风力发电机监测控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种无叶片风力发电机监测控制装置，其特征在于，包括捕能系统、复位和辅助启动系统、制动系统、能量传递系统、能量转化系统、监测及控制系统；

所述捕能系统包括捕能柱壳体、捕能柱杆、安装支架；捕能柱壳体固定于安装支架上，捕能柱杆和捕能柱安装支架固联，当来风绕过捕能柱壳体时，在捕能柱壳体后面两侧形成交替脱落的旋涡，导致捕能柱壳体产生涡激振动，而后捕能柱壳体通过安装支架带动捕能柱杆振动，从而使风能转变为捕能系统的机械能；

所述捕能柱杆下端与上端第一连杆固联，第一连杆下端连接能量传递系统，将第一连杆的周期性振动转化为上下往复运动，从而实现机械能量传递；

能量传递系统下端连接能量转化系统，通过上下往复运动实现机械能向电能的转化，使得由捕能系统从风能中捕获的机械能转化为电能；

所述第一连杆上设有复位和辅助启动系统、制动系统；

所述监测及控制系统用于检测和控制整个装置的工作状态；

所述监测及控制系统包括第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器、风速传感器、风向传感器、光照传感器和微处理器，第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器均匀布置于复位系统安装筒上且处于同一水平面，第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器分别测量第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器与第一连杆的距离，并将距离转化成数字信号后传递至微处理器；风速传感器和风向传感器布置于风场中，分别测量来风风速和来风方向，并将来风风速和来风方向转化成数字信号后传递至微处理器，多个光照传感器均匀布置在安装支架上，光照传感器检测到的光强信号传递至微处理器，微处理器对接受到的信号进行分析后输出控制信号至复位和辅助启动系统、制动系统，控制复位和辅助启动系统、制动系统工作。

2.根据权利要求1所述的无叶片风力发电机监测控制装置，其特征在于，所述能量传递系统包括球面副安装支架、第二连杆，捕能柱杆将捕能系统的振动机械能传递给第一连杆，第一连杆下端具有两个球面，第一个球面和球面副安装支架配合，构成第一球面副，第一球面副起支撑点作用，在保留第一连杆左右周期性振动的同时，限制了其水平方向的移动；第一连杆的第二个球面和第二连杆上端相连构成第二球面副，第二连杆下端副面和发电机动子驱动杆相连构成第三球面副；在第一球面副、第二球面副、第三球面副的共同作用下，第二连杆传递的周期性振动转化为发电机动子驱动杆沿轴线方向的上下往复运动，从而实现机械能量传递。

3.根据权利要求2所述的无叶片风力发电机监测控制装置，其特征在于，所述能量转化系统包括发电机筒体、安装底座、安装盘、发电机动子、发电机定子、发电机外壳，所述发电机筒体固定在安装底座上，发电机筒体下部内壁上设有安装盘，发电机外壳固定设置在安装盘上，发电机定子固定于发电机外壳，发电机动子位于发电机定子内侧，发电机动子驱动杆和发电机动子固联；当发电机动子驱动杆带动发电机动子上下往复运动时，发电机动子和发电机定子相互做用，切割磁感线，产生电流，从而实现机械能向电能的转化，使得由捕能系统从风能中捕获的机械能转化为电能。

4.根据权利要求2所述的无叶片风力发电机监测控制装置，其特征在于，所述复位和辅助启动系统包括复位系统安装筒、复位弹簧、复位弹簧安装筒、第一电磁线圈、第二电磁线圈、第三电磁线圈和辅助复位磁铁，所述复位弹簧安装筒套装固定在第一连杆上，辅助复位磁铁固定在复位弹簧安装筒上，复位弹簧安装筒外侧套设复位系统安装筒，复位系统安装筒下端与发电机筒体固联，多个复位弹簧沿复位弹簧安装筒周向均匀布置，复位弹簧一端和复位系统安装筒固联，另一端和复位弹簧安装筒固联；位于同一水平面上的第一电磁线圈、第二电磁线圈、第三电磁线圈均匀布置于复位系统安装筒内壁上，第一电磁线圈、第二电磁线圈、第三电磁线圈线路中的继电器与监测及控制系统相连；第一连杆在捕能系统带动下绕第一球面副摆动时，复位弹簧被反复拉、压，复位弹簧的合力与第一连杆的摆动方向相反使第一连杆复位，进而实现捕能系统绕第一球面副周期性摆动。