[发明专利]一种可主动控制风轮仰角的高发电量风力机及其使用方法

权利要求书

1.一种可主动控制风轮仰角的高发电量风力机，其特征在于：包括塔架(1)，在塔架(1)上设置有主机舱(2)，所述主机舱(2)与叶片(3)通过导流罩(13)和滑道槽(14)连接；所述主机舱(2)表面配备有可测量来流风的竖直分量的测风装置(4)；在所述主机舱(2)中设置有风轮仰角调整装置(5)；所述风轮仰角调整装置(5)由旋转轴基座(6)和电动传动系统(7)组成，固定风力机旋转轴和连接塔架；所述的叶片(3)在风轮旋转轴所在平面两个自由度均可旋转；当来流风向的垂直分量增大时，通过叶片(3)、主机舱(2)和风轮仰角调整装置(5)，改变风轮旋转轴与水平面的夹角，使得叶片扫风面积保持最大值，进而提高风力机发电量。

2.根据权利要求1所述的可主动控制风轮仰角的高发电量风力机，其特征在于：所述电动传动装置(7)可借助发电机(11)产生的电能转换为调整风力机风轮仰角所需的动能，进而风力机可以主动控制旋转轴和水平面的夹角。

3.根据权利要求2所述的可主动控制风轮仰角的高发电量风力机，其特征在于：其中旋转轴基座(6)包括上、下两个模块，所述旋转轴基座上部模块(6a)用于固定风力机旋转轴上的风轮轴(8)、行星齿轮增速箱(9)、发电机轴(10)、发电机(11)和偏航装置(12)，并保证在仰角调整过程中风力机旋转轴的平整和稳定，所述旋转轴基座下部模块(6b)直接与塔架连接，保证电动传动装置(7)的稳定。

4.根据权利要求3所述的可主动控制风轮仰角的高发电量风力机，其特征在于：所述电动传动装置(7)包括前、后两个部件，当电动传动装置(7)收到来自风力机控制系统的控制信号时，电动传动系统前部件(7a)和电动传动系统后部件7b配合工作，通过调整两个模块高度实现仰角的变化。

5.根据权利要求4所述的可主动控制风轮仰角的高发电量风力机，其特征在于：仰角变化过程时导流罩(13)发生分离，仰角调整完毕后部分导流罩通过滑道槽(14)滑移，最终保证导流罩的密封。

6.根据权利要求5所述的可主动控制风轮仰角的高发电量风力机，其特征在于：仰角变化过程时主机舱(2)前缘发生分离，待仰角调整完毕后机舱盖板(15)从上部分离并滑移向下，最终和主机舱下缘连接，机舱盖板(15)能保证主机舱(2)的密封性。

7.权利要求6所述的可主动控制风轮仰角的高发电量风力机的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、当来流风竖直分量长期大于0时，测风装置(4)把信号传送至风力机控制系统，通过微处理器处理输出控制信号，该信号控制风轮仰角调整装置(5)的运行；

步骤二、电动传动系统前部件(7a)和电动传动系统后部件(7b)推动旋转轴基座上部模块(6a)移动，同时旋转轴基座下部模块(6b)保持不动，风轮仰角开始变化；

步骤三、风轮仰角调整过程中导流罩(13)开始发生分离，待到仰角调整完毕后，导流罩下部通过滑道槽(14)滑移；

步骤四、仰角变化过程主时机舱(2)前缘发生分离，待仰角调整完毕后机舱盖板(15)从上部分离并滑移向下，最终和主机舱下缘连接，主机舱封闭。