專利名稱：一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型風(fēng)力發(fā)電機，特別涉及一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種蘊藏量豐富的自然資源因其使用便捷、可再生、成本低、無污染等特點，在世界范圍內(nèi)得到了較為廣泛的使用和迅速發(fā)展，成為能源需求的新增長點，發(fā)展?jié)摿薮蟆＝鼛啄陙?，小型風(fēng)力發(fā)電機的市場也發(fā)展得非常迅速，應(yīng)用面也越來越廣。但隨著全球氣候變暖，極端氣候不斷出現(xiàn)，以中國為例，北方的沙塵暴每年發(fā)生的頻率越來越高，強度也越來越大；南方出現(xiàn)十六級以上超強臺風(fēng)的幾率越來越高。所有這些現(xiàn)實狀況，都對小·型風(fēng)力發(fā)電機的安全性提出了更高的要求。目前，國內(nèi)外五千瓦以下的小型風(fēng)力發(fā)電機基本上均采用機械式領(lǐng)偏航、發(fā)電機短路(產(chǎn)生電磁制動力)以及泄荷器等主要制動方式，但所有這些傳統(tǒng)的安全制動方式，均無法安全抵御類似超強臺風(fēng)這樣的惡劣天氣。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，其在發(fā)電機主軸上安裝有機械式電磁制動器，使得該小型風(fēng)力發(fā)電機在強風(fēng)的吹襲下不會強行運轉(zhuǎn)，從而確保了小型風(fēng)力發(fā)電機的安全。技術(shù)方案—種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，包括發(fā)電機主軸、葉片、殼體、發(fā)電機轉(zhuǎn)子和發(fā)電機定子，所述葉片固定在發(fā)電機主軸上，所述殼體通過軸承支撐發(fā)電機主軸，所述殼體包括定子殼體和位于定子殼體前端的前端蓋以及位于定子殼體后端的后端蓋，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子位于所述殼體內(nèi)并固定在所述發(fā)電機主軸上，所述發(fā)電機定子對應(yīng)于所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子固定在所述殼體的定子殼體的內(nèi)表面上，其特征在于，還包括有相連接的控制器和機械式電磁制動器，所述機械式電磁制動器安裝在所述發(fā)電機主軸上，所述控制器用于控制所述機械式電磁制動器制動。還包括與所述控制器相連的轉(zhuǎn)速檢測單元，所述控制器包括相連接的數(shù)據(jù)接收模塊、判斷模塊和控制模塊，所述轉(zhuǎn)速檢測單元用于實時檢測發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速并將檢測到的實時轉(zhuǎn)速輸入給所述數(shù)據(jù)接收模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊接收所述實時轉(zhuǎn)速后輸入給所述判斷模塊，所述判斷模塊將接收到的實時轉(zhuǎn)速與所述抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機切出風(fēng)速下的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速做比較，當(dāng)所述實時轉(zhuǎn)速等于或大于所述抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的切出風(fēng)速下的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速時即滿足制動條件時，所述判斷模塊將制動指令輸入給所述控制模塊，所述控制模塊接收所述制動指令后控制所述機械式電磁制動器制動。所述判斷模塊將所述發(fā)電機的實時輸出功率和電壓以及接收到的實時轉(zhuǎn)速作為綜合控制判據(jù)進行判斷，若滿足制動條件時，所述判斷模塊將制動指令輸入給所述控制模塊。所述機械式電磁制動器的數(shù)量為一個或兩個，且位于所述前端蓋的前端和/或所述后端蓋的后端。所述每個機械式電磁制動器均包括有制動盤部分和磁軛部分，所述制動盤部分固定在所述發(fā)電機主軸上，所述磁軛部分固定在所述前端蓋或所述后端蓋上。所述機械式電磁制動器為單片式電磁制動器和/或多片式電磁制動器。所述機械式電磁制動器包括單片式電磁制動器或多片式電磁制動器，和牙嵌式電磁制動器；且，所述單片式電磁制動器或所述多片式電磁制動器位于所述前端蓋的前端或所述后端蓋的后端；相應(yīng)地，所述牙嵌式電磁制動器位于所述后端蓋的后端或所述前端蓋的前 端。所述單片式電磁制動器的額定制動力矩大于安全風(fēng)速所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)動力矩；所述多片式電磁制動器的額定制動力矩大于安全風(fēng)速所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)動力矩。所述控制器通過一個直流電路開關(guān)與所述單片式電磁制動器相連、或所述控制器通過一個直流電路開關(guān)與所述多片式電磁制動器相連、或所述控制器通過兩個直流電路開關(guān)分別與所述單片式電磁制動器和所述多片式電磁制動器相連，所述控制器通過直流電路開關(guān)來控制所述單片式電磁制動器和/或所述多片式電磁制動器。所述控制器通過第一直流電路開關(guān)與所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器相連，所述控制器通過第二直流電路開關(guān)與所述牙嵌式電磁制動器相連，當(dāng)控制器的控制模塊接收到所述制動指令后，所述控制模塊即時通過第一直流電路開關(guān)控制所述單片式電磁制動器或所述多片式電磁制動器制動，所述控制模塊延時通過第二直流電路開關(guān)控制牙嵌式電磁制動器制動。所述控制模塊通過第二直流電路開關(guān)控制牙嵌式電磁制動器制動的同時通過第一直流電路開關(guān)控制所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器停止制動。所述控制器通過第一直流電路開關(guān)與所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器相連，所述控制器通過第二直流電路開關(guān)與所述牙嵌式電磁制動器相連；當(dāng)滿足制動條件時，所述判斷模塊將第一制動指令輸入給所述控制模塊，所述控制模塊接收所述第一制動指令后通過第一直流電路開關(guān)控制所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器制動，隨后，判斷模塊將當(dāng)前的發(fā)電機主軸的實時轉(zhuǎn)速與所述牙嵌式電磁制動器可制動的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速做比較，若當(dāng)前的實時轉(zhuǎn)速小于所述牙嵌式電磁制動器可制動的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速時，將第二制動指令輸入給所述控制模塊，所述控制模塊接收所述第二制動指令后通過第二直流電路開關(guān)控制所述牙嵌式電磁制動器制動。所述控制模塊接收所述第二制動指令后通過第二直流電路開關(guān)控制所述牙嵌式電磁制動器制動的同時通過第一直流電路開關(guān)控制所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器停止制動。所述牙嵌式電磁制動器可用電插式電磁制動器替代，所述電插式電磁制動器的制動盤部分的制動盤的外圓周上設(shè)置有一凹槽，所述電插式電磁制動器的磁軛部分帶有可與所述凹槽相配合的插舌，當(dāng)所述插舌插入所述凹槽內(nèi)時、所述電插式制動器處于制動狀態(tài)。
所述電插式電磁制動器的制動盤具有螺旋形的外圓周，所述凹槽的兩側(cè)的高度不相等。技術(shù)效果本發(fā)明提供了一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，其在發(fā)電機主軸上安裝有機械式電磁制動器，還包括有控制機械式電磁制動器制動的控制器，當(dāng)受到強風(fēng)吹襲時，控制器控制機械式電磁制動器制動，使得小型風(fēng)力發(fā)電機在強風(fēng)的吹襲下不會強行運轉(zhuǎn)，從而確保了小型風(fēng)力發(fā)電機的安全。優(yōu)選地，本發(fā)明還包括有轉(zhuǎn)速檢測單元用于實時檢測發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速，當(dāng)實時轉(zhuǎn)速等于或大于所述抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的切出風(fēng)速下的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速時即滿足制動條件時，控制器控制機械式電磁制動器制動。進一步地，判斷是否滿足制動的條件的控制判據(jù)不僅包括發(fā)電機主軸的實時轉(zhuǎn)速還包括發(fā)電機的實時輸出功率和電壓。
所述機械式電磁制動器的制動盤部分安裝于發(fā)電機主軸上并隨發(fā)電機主軸一起 旋轉(zhuǎn)，而不轉(zhuǎn)的磁軛部分則可以安裝在殼體的前端蓋上或殼體的后端蓋上。其中，機械式電磁制動器可以采用單片式電磁制動器或多片式電磁制動器。當(dāng)機械式電磁制動器采用牙嵌式電磁制動器或電插式電磁制動器時，需要與單片式電磁制動器或多片式電磁制動器結(jié)合使用。其原因在于，雖然牙嵌式電磁制動器和電插式電磁制動器的耗能較低，但不適用于制動高轉(zhuǎn)速的軸；首先使用單片式電磁制動器或多片式電磁制動器減低發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速，再使用牙嵌式電磁制動器或電插式電磁制動器對發(fā)電機主軸進行制動，既達到制動目的又降低了能耗。另外，電插式電磁制動器的維持功率(即工作功率)比牙嵌式電磁制動器的要更小，一般僅為一、兩瓦；且一旦制動，其制動力矩遠大于單片式電磁制動器和多片式電磁制動器。優(yōu)選地，單片式電磁制動器和多片式電磁制動器的額定制動力矩大于安全風(fēng)速所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)動力矩，可確保對發(fā)電機主軸的制動。本發(fā)明中所指的安全風(fēng)速是指所述抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機所使用地區(qū)的安全風(fēng)速，比如在中國的北方地區(qū)的安全風(fēng)速一般為36米/秒，而中國南方的沿海地區(qū)為臺風(fēng)的多發(fā)區(qū)，其安全風(fēng)速則一般為50米/秒。進一步地，當(dāng)滿足制動條件時，控制器會通過直流電路開關(guān)發(fā)出制動指令，使安裝于發(fā)電機主軸上的機械式電磁制動器置于制動狀態(tài)，從而確保該抗強風(fēng)小型發(fā)電機的安全。


圖I本發(fā)明一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的示意圖；圖2本發(fā)明另一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的示意圖；圖3圖2中的電插式電磁制動器的制動盤部分的A-A向示意圖；圖4本發(fā)明的一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)框圖。圖中各標(biāo)號示例如下I-抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，2-葉片，3-發(fā)電機轉(zhuǎn)子，4-發(fā)電機定子，5-殼體，51-前端蓋,52-后端蓋,53-定子殼體,6-軸承,71-第一機械式電磁制動器,72-第二機械式電磁制動器,8-發(fā)電機主軸，9-電插式電磁制動器，91-電插式電磁制動器的制動盤，92-插孔,93-電插式電磁制動器的磁軛部分，94-插舌。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖I所示為本發(fā)明一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的示意圖。該抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機I包括有葉片2、發(fā)電機轉(zhuǎn)子3、發(fā)電機定子4、殼體5、發(fā)電機主軸8、第一機械式電磁制動器71和第二機械式電磁制動器72，其中殼體5包括有前端蓋51、后端蓋52和定子殼體
53。其中葉片2固定在發(fā)電機主軸8的最前端、以帶動發(fā)電機主軸8旋轉(zhuǎn)，殼體5通過一對軸承6支撐發(fā)電機主軸8，發(fā)電機轉(zhuǎn)子3位于殼體5內(nèi)并固定在發(fā)電機主軸8上、使得發(fā)電機轉(zhuǎn)子3可隨發(fā)電機主軸8 一起旋轉(zhuǎn),發(fā)電機定子4相應(yīng)于發(fā)電機轉(zhuǎn)子3固定在殼體5的定子殼體53的內(nèi)表面上。第一機械式電磁制動器71安裝在發(fā)電機主軸8上且固定在前端 蓋51上，第二機械式電磁制動器72也安裝在發(fā)電機主軸8上且固定在后端蓋52上。本發(fā)明還包括用于控制機械式電磁制動器制動的控制器(未不出)，當(dāng) 兩足制動條件時，控制器控制機械式電磁制動器制動，使得小型風(fēng)力發(fā)電機在強風(fēng)的吹襲下不會強行運轉(zhuǎn)，從而確保了小型風(fēng)力發(fā)電機的安全。優(yōu)選地，如圖4所示，本小型風(fēng)力發(fā)電機還包括有與控制器相連的轉(zhuǎn)速檢測單元，所述控制器包括相連接的數(shù)據(jù)接收模塊、判斷模塊和控制模塊，其中的轉(zhuǎn)速檢測單元可以嵌入在控制器中。轉(zhuǎn)速檢測單元用于檢測發(fā)電機主軸8的實時轉(zhuǎn)速并輸入給控制器的數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)接收模塊接收該實時轉(zhuǎn)速后輸入給判斷模塊，判斷模塊以接收到的實時轉(zhuǎn)速作為控制判據(jù)，將實時轉(zhuǎn)速與抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機切出風(fēng)速下的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速做比較，當(dāng)該實時轉(zhuǎn)速等于或大于抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的切出風(fēng)速下的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速時即滿足制動條件時，判斷模塊將制動指令輸入給控制模塊，控制模塊接收該制動指令后控制機械式電磁制動器制動，有效地抑制了風(fēng)力發(fā)電機在強風(fēng)下的強行運轉(zhuǎn)，確保了該小型風(fēng)力發(fā)電機的安全；當(dāng)該實時轉(zhuǎn)速小于抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機切出風(fēng)速下的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速時即不滿足制動條件時，判斷模塊繼續(xù)對數(shù)據(jù)接收模塊接收的當(dāng)前的實時轉(zhuǎn)速進行判斷，而該小型風(fēng)力發(fā)電機正常發(fā)電。優(yōu)選地，判斷模塊將所述發(fā)電機的實時輸出功率和電壓以及接收到的實時轉(zhuǎn)速作為綜合控制判據(jù)進行判斷，若滿足制動條件時，所述判斷模塊將制動指令輸入給所述控制模塊，控制模塊接收該制動指令后控制機械式電磁制動器制動。本發(fā)明中的機械式電磁制動器均包括有制動盤部分和磁軛部分，制動盤部分安裝于發(fā)電機主軸8上并隨發(fā)電機主軸8 一起旋轉(zhuǎn)，而不轉(zhuǎn)的磁軛部分則可以安裝在殼體的前端蓋51上或殼體的后端蓋52上。制動時，通過磁軛部分與制動盤之間的相互作用，使得制動盤部分停止旋轉(zhuǎn)并以此來制動發(fā)電機主軸8。優(yōu)選地，該第一機械式電磁制動器71和第二機械式電磁制動器72分別通過直流電路開關(guān)與控制器(未示出)相連，當(dāng)控制模塊接收到制動指令后，控制模塊通過控制直流電路開關(guān)向機械式電磁制動器輸入直流電(通常為24伏),使第一機械式電磁制動器71和第二機械式電磁制動器72置于制動狀態(tài)。本發(fā)明中的第一機械式電磁制動器71可以采用單片式電磁制動器或多片式電磁制動器，第二機械式電磁制動器72可以采用牙嵌式電磁制動器或電插式電磁制動器9。第一機械式電磁制動器71和第二機械式電磁制動器72的結(jié)合使用能夠充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢。第一機械式電磁制動器71適用于相對高轉(zhuǎn)速的軸的制動但耗能相對較大,第二機械式電磁制動器72適用于相對低轉(zhuǎn)速的軸的制動但耗能相對較小。此時，控制器通過第一直流電路開關(guān)與第一機械式電磁制動器71相連，控制器通過第二直流電路開關(guān)與第二機械式電磁制動器72相連，當(dāng)控制模塊接收到制動指令后，控制模塊即時通過第一直流電路開關(guān)向第一機械式電磁制動器71輸入直流電(通常為24伏),第一機械式電磁制動器71首先被置于制動狀態(tài)，控制模塊延時控制第二直流電路開關(guān)向第二機械式電磁制動器72輸入直流電(通常為24伏)，延時的這段時間內(nèi)第一機械式電磁制動器71已經(jīng)使發(fā)電機主軸8的轉(zhuǎn)速降低或使發(fā)電機主軸8的轉(zhuǎn)速為零，此時，第二機械式電磁制動器72再被置于制動狀態(tài)以制動發(fā)電機主軸8，同時控制模塊控制第一直流電路開關(guān)切斷向第一機械式電磁制動器71輸入直流電使第一機械式電磁制動器71處于非制動狀態(tài)。此后，僅使用第二機械式電磁制動器72就可維持發(fā)電機主軸8 一直處于制動狀態(tài)，這樣，既可以制動相對高轉(zhuǎn)速的發(fā)電機主軸8，又可以節(jié)約能耗。優(yōu)選地，無論以實時轉(zhuǎn)速為單獨控制判據(jù)或以實時轉(zhuǎn)速、實時輸 出功率和電壓為綜合控制判據(jù)，當(dāng)滿足制動條件時，判斷模塊將將第一制動指令輸入給控制模塊，控制模塊接收第一制動指令后通過第一直流電路開關(guān)控制第一機械式電磁制動器71制動，第一機械式電磁制動器71置于制動狀態(tài)后，判斷模塊又將當(dāng)前的實時轉(zhuǎn)速與第二機械式電磁制動器72可制動的發(fā)電機主軸8的轉(zhuǎn)速做比較，若當(dāng)前的實時轉(zhuǎn)速小于第二機械式電磁制動器72可制動的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速時(當(dāng)然包括當(dāng)前的實時轉(zhuǎn)速為零的情況)，判斷模塊將第二制動指令輸入給控制模塊，控制模塊接收第二制動指令后通過第二直流電路開關(guān)控制所述第二機械式電磁制動器72制動，為了節(jié)約能耗，控制模塊同時控制第一直流電路開關(guān)切斷向第一機械式電磁制動器71輸入直流電使第一機械式電磁制動器71處于非制動狀態(tài)。此后，僅使用第二機械式電磁制動器72就可維持發(fā)電機主軸8 一直處于制動狀態(tài)。如圖2所示，為第二機械式電磁制動器72采用電插式電磁制動器9的情形，電插式電磁制動器9包括有制動盤91和磁軛部分93，制動盤的外圓周上設(shè)置有一凹槽即插孔92，磁軛部分上設(shè)置有與插孔92相應(yīng)的插舌94，當(dāng)控制器控制制動時，插舌94插入插孔92內(nèi)。電插式電磁制動器9的維持功率相比于牙嵌式電磁制動器更低，且其制動力矩比單片式電磁制動器和多片式電磁制動器大，而被優(yōu)先選擇。優(yōu)選地，電插式電磁制動器9的制動盤的外圓周為螺旋形，見圖3，使得插孔92兩側(cè)的高度不相等，以方便插舌94隨制動盤外圓周插入插孔92內(nèi)。電插式電磁制動器的維持功率(即工作功率)比牙嵌式電磁制動器的要更小，一般僅為一、兩瓦；且一旦制動，其制動力矩遠大于單片式電磁制動器和多片式電磁制動器。當(dāng)然，第一機械式電磁制動器71也可以采用牙嵌式電磁制動器或電插式電磁制動器，第二機械式電磁制動器72也可以采用單片式電磁制動器或多片式電磁制動器。另外，第一機械式電磁制動器71和第二機械式電磁制動器72也可以均采用單片式電磁制動器或多片式電磁制動器。此時，控制器通過兩個直流電路開關(guān)分別與第一機械式電磁制動器71和第二機械式電磁制動器72相連。當(dāng)控制模塊收到制動指令后，控制模塊通過控制直流電路開關(guān)向相應(yīng)的第一機械式電磁制動器71和第二機械式電磁制動器72輸入直流電(通常為24伏),第一機械式電磁制動器71和第二機械式電磁制動器72被置于制動狀態(tài)，當(dāng)發(fā)電機主軸8的轉(zhuǎn)速下降到一定程度時或為零時，控制模塊控制某一直流電路開關(guān)切斷向第一機械式電磁制動器71或第二機械式電機制動器72輸入直流電使某一機械式電磁制動器處于非制動狀態(tài)，僅使用一個機械式電磁制動器就可維持發(fā)電機主軸8 —直處于制動狀態(tài)，以節(jié)約能耗。本實施例中的單片電磁制動器的額定制動力矩大于安全風(fēng)速(比如50米/秒的風(fēng)速)所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)動力矩；多片式電磁制動器的額定制動力矩大于安全風(fēng)速(比如50米/秒的風(fēng)速)所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)動力矩；以保證機械式電磁制動器可以有效機械制動小型風(fēng)力發(fā)電機。此外，機械式電磁制動器的選取和安裝并不局限于本實施例中列舉的形式，還可以第一機械式電磁制動器71和第二機械式電磁制動器72的單獨使用，在這種情況下，第一機械式電磁制動器71可以采用單片式電磁制動器或多片式電磁制動器，第二機械式電磁制動器72也可以采用單片式電磁制動器或多片式電磁制動器，以保證對發(fā)電機的有效制動。同樣地，第一機械式電磁制動器71或第二機械式電磁制動器72也可以通過直流電路·開關(guān)與控制器相連，且其額定制動力矩大于安全風(fēng)速(比如50米/秒的風(fēng)速)所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)動力矩。此外，當(dāng)小型風(fēng)力發(fā)電機處于制動狀態(tài)后，控制模塊會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的制動時間定時放開制動，放開制動后，右 兩足制動條件時，則控制器重新將機械式電磁制動器直于制動狀態(tài)，否則，小型風(fēng)力發(fā)電機正常運行。本發(fā)明在現(xiàn)有的小型風(fēng)力發(fā)電機上增設(shè)有控制器和機械式電磁制動器，當(dāng)小型風(fēng)力發(fā)電機受強風(fēng)吹襲時，對小型風(fēng)力發(fā)電機采取機械制動，以保護小型風(fēng)力發(fā)電機免受損壞。機械式電磁制動器的運行成本較低(耗能較低):在小型風(fēng)力發(fā)電機正常工作時，即機械式電磁制動器置于非制動狀態(tài)時，機械式電磁制動器不耗能；當(dāng)小型風(fēng)力發(fā)電機受強風(fēng)吹襲時，機械式電磁制動器被置于制動狀態(tài)時，制動耗能也非常小，以能產(chǎn)生40牛 米制動力的單片式電磁制動器為例，其制動時的額定耗電量僅為25瓦。另外，本發(fā)明的抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的造價成本低，適合大面積推廣使用。
權(quán)利要求
1.一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，包括發(fā)電機主軸、葉片、殼體、發(fā)電機轉(zhuǎn)子和發(fā)電機定子，所述葉片固定在發(fā)電機主軸上，所述殼體通過軸承支撐發(fā)電機主軸，所述殼體包括定子殼體和位于定子殼體前端的前端蓋以及位于定子殼體后端的后端蓋，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子位于所述殼體內(nèi)并固定在所述發(fā)電機主軸上，所述發(fā)電機定子對應(yīng)于所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子固定在所述殼體的定子殼體的內(nèi)表面上，其特征在于，還包括有相連接的控制器和機械式電磁制動器，所述機械式電磁制動器安裝在所述發(fā)電機主軸上，所述控制器用于控制所述機械式電磁制動器制動；還包括與所述控制器相連的轉(zhuǎn)速檢測單元，所述控制器包括相連接的數(shù)據(jù)接收模塊、判斷模塊和控制模塊，所述轉(zhuǎn)速檢測單元用于實時檢測發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速并將檢測到的實時轉(zhuǎn)速輸入給所述數(shù)據(jù)接收模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊接收所述實時轉(zhuǎn)速后輸入給所述判斷模塊，所述判斷模塊將接收到的實時轉(zhuǎn)速與所述抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機切出風(fēng)速下的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速做比較，當(dāng)所述實時轉(zhuǎn)速等于或大于所述抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機的切出風(fēng)速下的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速時即滿足制動條件時，所述判斷模塊將制動指令輸入給所述控制模塊，所述控制模塊接收所述制動指令后控制所述機械式電磁制動器制動；所述每個機械式電磁制動器均包括有制動盤部分和磁軛部分，所述制動盤部分固定在所述發(fā)電機主軸上，所述磁軛部分固定在所述前端蓋或所述后端蓋上；所述機械式電磁制動器包括單片式電磁制動器或多片式電磁制動器，和電插式電磁制動器；且，所述單片式電磁制動器或所述多片式電磁制動器位于所述前端蓋的前端或所述后端蓋的后端；相應(yīng)地，所述電插式電磁制動器位于所述后端蓋的后端或所述前端蓋的前端；所述電插式電磁制動器的制動盤部分的制動盤的外圓周上設(shè)置有一凹槽，所述電插式電磁制動器的磁軛部分帶有可與所述凹槽相配合的插舌，當(dāng)所述插舌插入所述凹槽內(nèi)時、所述電插式制動器處于制動狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于，所述電插式電磁制動器的制動盤具有螺旋形的外圓周，所述凹槽的兩側(cè)的高度不相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于，所述判斷模塊將所述發(fā)電機的實時輸出功率和電壓以及接收到的實時轉(zhuǎn)速作為綜合控制判據(jù)進行判斷，若滿足制動條件時，所述判斷模塊將制動指令輸入給所述控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于，所述單片式電磁制動器的額定制動力矩大于安全風(fēng)速所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)動力矩；所述多片式電磁制動器的額定制動力矩大于安全風(fēng)速所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)動力矩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于，所述控制器通過第一直流電路開關(guān)與所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器相連，所述控制器通過第二直流電路開關(guān)與所述電插式電磁制動器相連，當(dāng)控制器的控制模塊接收到所述制動指令后，所述控制模塊即時通過第一直流電路開關(guān)控制所述單片式電磁制動器或所述多片式電磁制動器制動，所述控制模塊延時通過第二直流電路開關(guān)控制電插式電磁制動器制動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于，所述控制模塊通過第二直流電路開關(guān)控制電插式電磁制動器制動的同時通過第一直流電路開關(guān)控制所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器停止制動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于，所述控制器通過第一直流電路開關(guān)與所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器相連，所述控制器通過第二直流電路開關(guān)與所述電插式電磁制動器相連；當(dāng)滿足制動條件時，所述判斷模塊將第一制動指令輸入給所述控制模塊，所述控制模塊接收所述第一制動指令后通過第一直流電路開關(guān)控制所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器制動，隨后，判斷模塊將當(dāng)前的發(fā)電機主軸的實時轉(zhuǎn)速與所述電插式電磁制動器可制動的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速做比較，若當(dāng)前的實時轉(zhuǎn)速小于所述電插式電磁制動器可制動的發(fā)電機主軸的轉(zhuǎn)速時，將第二制動指令輸入給所述控制模塊，所述控制模塊接收所述第二制動指令后通過第二直流電路開關(guān)控制所述電插式電磁制動器制動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于，所述控制模塊接收所述第二制動指令后通過第二直流電路開關(guān)控制所述電插式電磁制動器制動的同時通過第一直流電路開關(guān)控制所述單片式電磁制動器或多片式電磁制動器停止制動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機，包括發(fā)電機主軸、葉片、殼體、發(fā)電機轉(zhuǎn)子和發(fā)電機定子，所述葉片固定在發(fā)電機主軸上，所述殼體通過軸承支撐發(fā)電機主軸，所述殼體包括定子殼體和位于定子殼體前端的前端蓋以及位于定子殼體后端的后端蓋，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子位于所述殼體內(nèi)并固定在所述發(fā)電機主軸上，所述發(fā)電機定子對應(yīng)于所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子固定在所述殼體的定子殼體的內(nèi)表面上，其特征在于，還包括有相連接的控制器和機械式電磁制動器，所述機械式電磁制動器安裝在所述發(fā)電機主軸上，所述控制器用于控制所述機械式電磁制動器制動。本發(fā)明的抗強風(fēng)小型風(fēng)力發(fā)電機在強風(fēng)的吹襲下不會強行運轉(zhuǎn)，從而確保了小型風(fēng)力發(fā)電機的安全。
文檔編號F03D9/00GK102889181SQ20121036788
公開日2013年1月23日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者謝丹平, 李珂 申請人:中科恒源科技股份有限公司