[发明专利]一种集风式立轴风机的控制方法及其风力发电机组

权利要求书

1.一种集风式立轴风机的控制方法，其特征是通过调节集风式立轴风机的集风系统的方位角度能控制入流风速(v)，而入流风速(v)与相对风速(u)、相对风速(u)与叶片的攻角(α)、叶片的攻角(α)与风轮的驱动力(F1)、风轮的驱动力(F₁)与风机功率之间彼此关联，因此通过调节集风系统的方位角度能达到控制风机功率的目的；所述集风系统由至少三个风导(8)和驱动器件组成，风导(8)由集风翼(4)、导风翼(5)和立柱(6)构成，其特征是集风翼(4)和导风翼(5)两者分别连接在立柱(6)的两侧、并且两者均能绕立柱(6)转动，立柱(6)竖向并且彼此之间等间距地分布在以风机主轴(1)的轴心为圆心、以大于风轮(2)半径+导风翼(5)宽度为半径的圆周(f)上，集风翼(4)位于所述圆周(f)的外侧、导风翼(5)位于所述圆周(f)的内侧；集风翼(4)转动的方位角(θ)是立柱(6)横截面中心点和主轴(1)横截面轴心的连线(a)与集风翼(4)横截面中心线(b)之间的夹角、导风翼(5)转动的方位角(β)是立柱(6)横截面中心点和主轴(1)横截面轴心的连线(a)与导风翼(5)横截面中心线(c)之间的夹角；当与集风翼(4)和导风翼(5)连接的所述驱动器件工作时，集风翼(4)和导风翼(5)绕立柱(6)转动，从而调节方位角(θ)和方位角(β)变化而控制入流风速(v)。

2.根据权利要求1所述控制方法的一种集风式立轴风力发电机组，主要由主轴(1)、风轮(2)、塔架(3)、轴承(7)、基座(10)、变速箱(11)、发电机(12)和集风系统组成，其特征是：风轮(2)固连在主轴(1)上，主轴(1)通过轴承(7)安装在塔架(3)的中心位置，风轮(2)安装在塔架(3)的里面，塔架(3)固定在基座(10)上面，变速箱(11)和发电机(12)安装在塔架(3)下面的基座(10)里面，集风系统安装在塔架(3)上；所述风轮(2)由至少两个叶片(9)和至少四个悬臂(13)组成，悬臂(13)的一端与主轴(1)连接、另一端与叶片(9)连接；所述塔架(3)由至少三根立柱(6)、至少六根径向梁(16)、至少六根横梁(24)和至少两个轴承座(17)构成，径向梁(16)的一端与立柱(6)固连、另一端与轴承座(17)固连，横梁(24)的两端与相邻的立柱(6)固连；所述轴承(7)安装在轴承座(17)中间，所述主轴(1)安装在所述轴承(7)的中间；所述集风系统由至少三个风导(8)和驱动器件组成，风导(8)由所述集风翼(4)、所述导风翼(5)和所述塔架(3)的立柱(6)构成，集风翼(4)连接在所述立柱(6)外侧并能绕立柱(6)转动，导风翼(5)连接在所述立柱(6)内侧并能绕立柱(6)转动，当与集风翼(4)和导风翼(5)连接的所述驱动器件工作时，集风翼(4)和导风翼(5)绕所述立柱(6)转动。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的集风系统，其特征是所述风导(8)由所述集风翼(4)、所述导风翼(5)、所述立柱(6)、支撑件(14)和定位器(22)组成，支撑件(14)固连在立柱(6)外侧，集风翼(4)安装在支撑件(14)竖直方向的转轴(e)上，导风翼(5)连接在立柱(6)内侧并能绕立柱(6)转动，定位器(22)安装在支撑件(14)上；当定位器(22)处于定位工作状态时，集风翼(4)被固定在支撑件(14)上所述方位角(θ)的位置上；当定位器(22)处于去定位工作状态时，集风翼(4)在风的作用下绕支撑件(14)的竖向转轴(e)顺风转动。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的集风系统，其特征是所述风导(8)由所述导风翼(5)和所述立柱(6)组成，导风翼(5)连接在所述立柱(6)上并能绕立柱(6)转动。

5.根据权利要求2所述的风力发电机组，其特征是所述塔架(3)由至少三根立柱(6)、至少六根径向梁(16)、至少六根横梁(24)、至少两个轴承座(17)和至少三根立柱(23)构成；所述立柱(6)的两端与所述径向梁(16)固连，所述径向梁(16)的一端与所述轴承座(17)固连、另一端与所述立柱(6)和所述立柱(23)固连或者与横梁(24)固连，所述横梁(24)的两端与相邻两根所述立柱(23)固连。