[发明专利]对垂直轴风力涡轮机（VAWT）的流控制

权利要求书

1.一种用于对垂直轴风力涡轮机VAWT的操作进行控制的控制系统，所述垂直轴风力涡轮机用于从到来的流体流中生成能量，所述控制系统包括与所述VAWT的至少一片叶片相关联的至少一个流影响装置以及连接至所述流影响装置的控制单元，所述流影响装置包括两个流影响单元，所述两个流影响单元在所述叶片的前缘处分别位于所述叶片的相对两侧，每个所述流影响单元能够操作以在所述叶片的相应一侧产生吹射流，由此引起流体流动量的增加，所述控制单元被配置并且能够操作以根据预定的时间模式以交替方式选择性地激活所述流影响单元，从而使所述吹射流在所述叶片的所述相对两侧振荡。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述流影响装置包括电极装置，所述电极装置限定了与所述叶片的所述相对两侧相关联的两对电极，所述控制单元被配置并且能够操作以选择性地激活所述两对电极，以在所述叶片的相应一侧附近产生等离子体射流形式的所述吹射流。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述电极装置包括：位于所述叶片的所述相对两侧且与所述流体流屏蔽开的两个电极，以及位于所述叶片的的所述前缘处、在所述两个电极之间且间隔开所述两个电极以及暴露于所述流流体的电极，所述被屏蔽的两个电极中的每一个电极与所述暴露的电极分别形成所述两对电极中的相应一对电极。

4.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述时间模式使得当迎角满足预定条件时所述流影响单元中的至少一个是激活的。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，所述预定条件限定了所述迎角与失速角之间的关系。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其中，当所述控制单元确定在旋转的VAWT中所述叶片的速度和位置符合所述迎角大于所述失速角的条件时，所述控制单元操作所述流影响单元中的至少一个，并且当所述控制单元确定所述迎角变得小于所述失速角时，所述控制单元停止该流影响单元。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的控制系统，其中，所述流影响单元为下述槽的形式，所述槽基本在所述叶片的所述前缘处，制成在所述叶片的相应一侧上，所述控制单元被配置并且能够操作以使所述流体流经由在所述叶片的一侧中制成的入口和所述槽而流经空心的所述叶片。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的控制单元，其中，所述流影响单元为下述槽的形式，所述槽基本在所述叶片的所述前缘处，制成在所述叶片的相应一侧上，所述控制单元包括振荡阀，所述振荡阀能够以能够控制的方式操作，以将所述槽中的每个槽在其闭合位置与其开放位置之间选择性地进行转换。

9.根据权利要求4至6中任一项所述的控制系统，其中，所述流影响单元为下述涡流发生器的形式，所述涡流发生器能够相对于所述叶片的相应一侧在所述涡流发生器的第一位置与第二位置之间转换，所述涡流发生器在所述第一位置时对所述流体流不起作用，而所述涡流发生器在所述第二位置时起作用从而与所述流体流相互作用并引起所述流体流动量的增加。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的控制系统，包括：位置检测器，所述位置检测器能够操作以检测所述叶片在所述涡轮机旋转时沿圆形路径的速度和位置，并产生分别表示所述叶片速度和所述叶片位置的速度数据和位置数据；流检测器，所述流检测器用于检测所述流体流相对于所述叶片的速度和方向，并且用于产生分别表示所述流速度和所述流方向的流速度数据和流方向数据；以及处理器应用，其响应于所述叶片速度数据、所述叶片位置数据、所述流速度数据以及所述流方向数据以监测所述迎角的状况，并且当识别所述预定条件时，为所述流影响单元中的至少一个生成控制信号。

11.一种用于对垂直轴风力涡轮机VAWT的操作进行控制的控制系统，所述垂直轴风力涡轮机用于从到来的流体流中生成能量，所述控制系统包括与所述VAWT的至少一片叶片相关联的至少一个流影响装置以及连接至所述流影响装置的控制单元，所述流影响装置包括在所述叶片的前缘处位于所述叶片的至少一侧上的至少一个流影响单元，所述流影响单元能够操作以在所述叶片的相应一侧产生吹射流，由此引起流体流动量的增加，所述控制单元被配置并且能够操作以根据预定的时间模式选择性地激活所述至少一个流影响单元从而使所述吹射流振荡。

12.根据权利要求11所述的控制系统，其中，所述时间模式使得当迎角满足预定条件时，所述至少一个流影响单元是激活的。