[实用新型]无叶片风力发电机自动偏航及发电装置

说明书

本实用新型属于无叶片风力发电机创新技术领域，具体涉及无叶片风力发电机自动偏航及发电装置。本装置中，摆杆锥体穿过偏航支架，刚性连接组成摆杆组件，摆杆组件通过偏航轴承与风机底座形成旋转运动副；所述的偏航轴承安装在偏航支架上下两端；发电机固定安装在偏航支架的突起板上；轴承固定安装在偏航支架上，摆动曲柄的一端通过轴承与偏航支架组件组成旋转运动副，另一端穿过轴承的外伸轴为动力输出轴。本装置克服传统VIV风力发电机利用水平切割磁力线发电而无须偏航的不足，提供一种能适应在垂直面内切割磁力线和依靠机构将摆动运动改为旋转运动，旋转切割磁力线发电的VIV风力发电机亟待解决的自动偏航装置。

技术领域

本实用新型属于无叶片风力发电机创新技术领域，具体涉及无叶片风力发电机自动偏航及发电装置。

背景技术

随着传统能源的日益减少，而人们对能源的需求却不断增加，能源短缺已成为全球性问题。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，它是取之不尽用之不竭的，利用风能发电已成为应对能源短缺的一种重要方式。

传统的风力发电装置有塔架、机舱、轮毂、叶片等组成，叶片通常为3叶，叶片长度在几十米，一个风电场的众多风机之间需要较大的安全距离，故一个风电场占地面积较大，而且叶片在转动时会发出噪声，并对鸟类的安全产生威胁，这些传统风机的缺点阻碍了其向小型化、民用领域的发展，这些都需要一种新型的风力发电装置。

与传统风力发电机相比，一种新型风力发电机的构想可以改善这种清洁能源的开发。气动弹性共振现象通常被认为是一个不利因素，但利用不利因素也可以构成风能转换技术的基础。变不利因素为有利因素。基于VIV流体结构相互作用的发电机，就是一种创新技术。磁力在谐振结构中的应用中，允许动态地修改结构刚度，从而导致锁定范围的增加，因此每年工作时间可以大幅度增加。通过电磁感应发电方式将振荡运动的能量转化为电能。

由涡街共振产生的最著名的灾难事件之一是塔科马海峡大桥的坍塌。当周期性运动增强振荡时，会产生共振现象。在气体绕流过程中，如果物体的固有共振频率和旋涡脱落的尾流频率相似，则空气会引起物体内的振荡运动。由涡流引起的物体内的振动称为(VIV涡街共振)现象，这个现象最初是由美籍匈牙利力学家冯-卡门教授发现的，所以又叫做卡门涡街现象。利用涡街共振发电的风力发电机又叫做VIV风力发电机。

VIV风力发电机的能量采集的载体通常是一个倒置的锥体，其支撑是一根弹性杆，弹性杆带动发电机发电。当风向发生改变时，弹性杆的摆振方向相应的发生改变，对于沿着固定方向切割磁力线发电的发电机组，偏航问题必须要得到有效的解决。一种创新的自动偏航装置，给解决此类问题提供了方案，使VIV 风机无需额外增加动力偏航系统，即可实现自适应风向改变的自动偏航。为VIV 风力发电机提供了更多能量转换的方式。为VIV风力发电机的研发起到了积极作用。如何将弹性杆的摆动运动转变为动子的切割磁力线运动是本实用新型的出发点。利用机械运动机构的曲柄滑块机构，将摆动运动转换成相对稳定的圆周旋转运动带动普通发电机发电是本次实用新型大胆创新的方案。当弹性杆发生涡街共振左右摆动时，通过曲柄将摆动运动转变为了发电机的圆周旋转运动，从提高了发电效率，和发电的稳定性。为VIV风力发电机装置的研发，提供了一个创新的解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是克服传统VIV风力发电机利用水平切割磁力线发电而无须偏航的不足，提供一种能适应在垂直面内切割磁力线和依靠机构将摆动运动改为旋转运动，旋转切割磁力线发电的VIV风力发电机亟待解决的自动偏航装置。