[实用新型]一种风力发电机风向自动跟踪系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机领域，尤其是水平轴的小型风力发电机，不需要尾舵辅助寻找风向。

背景技术

面对全球日益加剧的能源危机和环境恶化问题，各国都在大力推动清洁能源的发展。目前，虽然清洁能源在能源系统中所占的比重还比较低，但由于各国政策的导向，其绝对数量正在突飞猛进的高速增长当中，并由此带来了巨大的经济效益和社会效益。

当前，在清洁能源中首推风能和太阳能。太阳能电池由于成本高，转换效率比较低，相对来说，风能更具有优势一些，因此风能是目前装机容量最大的新能源系统。对于风能系统来说，无论是离网工作，还是并网工作，风力发电机都是最主要的部件。

自然界中的风并不总是一个方向，而是在不断变化之中，让风机叶轮随时保持迎风工作状态，能最大限度提高风机的工作效率，可以在单位时间内获得更多的电能。传统的方式是为风机安装一个尾舵，通过尾舵随风向的偏转来调整风机迎风。这种方式可能导致风机长时间在风向中心位置左右摆动，跟踪精度低；因尾舵较重，当风速不足以偏转尾舵时，风向跟踪就出现较大误差甚至完全失效。如何让风机有效自动对风，一直是一个难题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种风力发电机风向自动跟踪系统，智能寻找风向，自动化程度更高，风向跟踪精度更高；去掉了尾舵，使整个风力发电机体积更小、重量更轻。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种风力发电机风向自动跟踪系统，包括基板、塔架，所述基板套在所述塔架上，且与塔架枢接；所述基板上设有驱动机构、传动机构、控制器、风向标；所述驱动机构与传动机构连接，传动机构与基板连接，所述风向标可自由旋转，风向标上设有风向传感器，所述基板上设有位置传感器，所述驱动机构、风向传感器、位置传感器均与控制器连接。基板与支撑发电机组的塔架枢接，基板包括基板上的风力发电机组、驱动机构、传动机构、控制器、风向标，可跟随基板一起自由的绕塔架旋转。风向传感器检测风向标的位置偏差，即检测当前的实时风向；位置传感器检测基板的位置偏差，即检测风力发电机的叶轮方位。风向跟踪系统初始启动时，风向标上的风向传感器与基板上的位置传感器之间的位置差信号为0，即风向标的指向与叶轮指向相同。由于风向标非常轻小且可自由旋转，在风吹时，风向标轻易的被吹动，并旋转过一定的角度，风向传感器捕捉到位置的改变后，向控制器传递信号，由控制器对位置传感器与风向传感器的信号进行比较，发现风向标位置与基板位置出现偏差，由控制器向驱动机构发出执行命令，使驱动机构通过传动机构令基板围绕塔架转动一定角度，最后使基板的朝向与风向标的朝向一致，即发电机叶轮处在最大的迎风面上，完成了风力发电机的风向自动跟踪。

作为改进，所述传动机构包括螺杆、套在螺杆上的行程螺母、第一旋转盘、第二旋转盘、第三旋转盘；驱动机构与螺杆连接，所述三个旋转盘呈三角形分布，第三旋转盘与基板固定连接，所述第一旋转盘、第二旋转盘、第三旋转盘之间设有皮带连接，行程螺母与所述皮带固定连接。驱动机构接收到来自控制器的执行命令后，驱动螺杆转动，由于螺杆与行程螺母配套，螺杆的原地旋转使行程螺母可沿着螺杆作前后移动，由于行程螺母与皮带固定连接，行程螺母在螺杆上移动的同时也带动了皮带的运动。皮带连接了第一旋转盘、第二旋转盘和第三旋转盘，皮带在运动的时候也带动了旋转盘的旋转，第三旋转盘的旋转也即是基板的旋转，行程螺母在螺杆上的运动最后达到使发电机叶轮转向的目的。

作为改进，所述螺杆始端处设有0度传感器，所述0度传感器与控制器连接。上电以后，控制器首先控制驱动机构转动，驱动机构带动整套机械装置一起旋转，行程螺母回到螺杆的初始位置，0度传感器感应到行程螺母位置复原后向控制器反馈停止信号，这时系统初始化完成，当前发电机叶轮为0度。

作为改进，所述螺杆末端处设有360度传感器，所述360度传感器与控制器连接。行程螺母在螺杆上移动到末端时，360度传感器感应到行程螺母位置后向控制器反馈停止信号，表示基板已经转过360度，达到最大的旋转角度。