自启动风力发电设备及其自启动发电方法

摘要

本发明公开一种自启动风力发电设备，包括叶轮、发电机和控制系统，该设备还包括：第一动力传感装置，用于感应动力源的能量强度；电动装置，与所述发电机相连，用于给发电机施加机械能，使其启动；所述控制系统包括：电动装置启动单元，用于将所述能量传感装置感应到的能量强度与预设的第一比较值相比较，若所述能量强度达到第一比较值，则控制所述电动装置开始工作。本发明还相应地公开了一种自启动风力发电方法。本发明在动力源的动力达到能驱动发电机正常发电的情况下，即可启动发电设备开始工作，从而扩大了发电设备的功率设计范围，并且使动力源的能量得到了充分有效的利用，还可以避免设备遭到强风的破坏。

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术，尤其涉及一种自启动风力发电设备及其自启动发电方法。

背景技术

现有技术中，不论何种动力源的发电设备，都是直接通过动力源的动力启动。对于硬传动的发电环境来说，只要将发电机结构设计成符合动力环境即可，但对于风力动力和水力动力，由于其动力源的能量是不定的、变化的，并且此类动力能量相对有限，特别是对于风力发电设备来说，风能密度很低，现有技术中，要吹动叶轮带动发电机转动，则必须使风轮有足够大的风轮直径，或者将风轮置于足够强的风力环境中。由于使发动机启动时，必须克服发电机的磁阻距，因而启动发电机需要的动力大于发电机正常发电情况下的动力，因此，制约了发电设备的功率设计；另外，在动力源的强度可驱动发电机正常发电，却无法达到启动发电机的强度的情况下，发电设备亦无法工作，造成了对动力源的浪费，尤其是在低功率动力环境中，所述问题尤其明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种自启动风力发电设备，该设备在动力源的能量强度达到发电机正常发电需要的动力的情况下，即可以自行启动开始发电，并且可以扩大发电设备的功率设计范围。

本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种自启动风力发电方法，该方法在动力源的能量强度达到发电机正常发电需要的动力的情况下，即可以自行启动开始发电，并且可以扩大发电设备的功率设计范围。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种自启动风力发电设备，包括叶轮、发电机和控制系统，还包括：

第一动力传感装置，用于感应动力源的能量强度；

电动装置，与所述发电机相连，用于给发电机施加机械能，使其启动；

所述控制系统包括：

电动装置启动单元，用于将所述能量传感装置感应到的能量强度与预设的第一比较值相比较，若所述能量强度达到第一比较值，则控制所述电动装置开始工作。

相应地，本发明还公开了一种自启动风力发电方法，包括以下步骤：

第一动力感应步骤，感应动力源的能量强度；

电动装置启动步骤，将所述能量强度与预设的第一比较值相比较，若该能量强度大于第一比较值，则控制电动装置开始工作，带动发电机启动。

本发明的有益效果是：

本发明的实施例通过在发电设备中设置自启动装置，从而使其在动力源的动力达到能驱动发电机正常发电的情况下，即可启动发电设备开始工作，从而扩大了发电设备的功率设计范围，并且使动力源的能量得到了充分有效的利用，还可以避免设备遭到强风的破坏。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明提供的自启动风力发电设备一个实施例的组成结构图。

图2是本发明提供的自启动风力发电方法一个实施例中启动控制系统的组成结构图。

具体实施方式

参考图1，该图是是本发明提供的自启动风力发电设备一个实施例的组成结构图；如图所示，本实施例包括有叶轮1、发电机2、控制系统3、第一动力传感装置4、第二动力传感装置5、电动装置6，上述各装置的作用及其连接关系如下：

第一动力传感装置4，设置在叶轮1等可以感应风力的地方，用于感应动力源的能量强度；

第二动力传感装置5，设置在叶轮1等可以感应风力的地方，用于感应动力源的速度和方向；

电动装置6，与所述发电机2相连，用于当风力达到预设的第一比较值后，给发电机2施加机械能，使其启动，具体实现时，它可以是电动机，加在发电轴上、也可以是在小发电机的电枢中加入电动绕组、还可以是在发电机中加上的电动电枢；

发电机2，与所述叶轮1和电动装置6相连，当风力达到预设的第一比较值后，它通过电动装置6输入的机械能启动，在其转速和输出电压达到预设的第二比较值后，电动装置6停止向发电机输出机械能，此时通过风力驱动叶轮1带动发动机2继续旋转发电；

控制系统3，本实施例中，其主要作用是实时监测第一动力传感装置4和第二动力传感装置5的信号，并根据所述信号控制电动装置工作；

其中，参考图2，所述控制系统进一步包括有：

电动装置启动单元31，用于将所述第一动力传感装置4感应到的能量强度与预设的第一比较值相比较，若所述能量强度达到第一比较值，则向所述电动装置供电，使其开始工作，从而启动发电机2，具体实现时，所述预设的第一比较值，即是风力刚好可以驱动发电机旋转的临界值；

电动装置停转单元32，用于将发电机2的输出电压和转速与预设的第二比较值相比较，若发电机的输出电压和转速都达到了该第二比较值，则停止向所述电动装置6供电，使其停止工作，具体实现时，所述第二比较值包括有发电机的输出电压的设定值和转速的设定值，该设定值即是发电机启动后在一定的动力驱动下正常发电的输出电压和转速，；

电动装置反转单元33，用于将所述第一动力传感装置5感应到的速度与预设的第一比较值相比较，当动力源的转速超过预设的第三比较值后，控制所述电动装置6反转制动，所述第三比较值是动力源强度的安全临界值，若风力超过该临界值，则有可能毁坏发电设备，此时，它给电动装置6反向供电，使之产生反向旋转的力矩，从而对叶轮1产生制动力，使之免遭风力破坏。

下面详细描述本发明提供的自启动风力发电方法的一个实施例。

一次自启动风力发电的处理过程如下步骤：

第一动力感应步骤，感应动力源的能量强度；

电动装置启动步骤，将所述能量强度与预设的第一比较值相比较，若该能量强度大于第一比较值，则控制电动装置开始工作，电动装置工作后，向发电机输出机械能，使发电机启动；

电动装置停转步骤，将发电机的转速与预设的第二比较值相比较，若该转速大于第二比较值，此时发电机无需电动装置的带动即可正常发电，则控制电动装置停止工作；

第二动力感应步骤，感应动力源的速度和方向；

电动装置反转步骤，将所述动力源的速度与预设的第三比较值相比较，若该速度大于第三比较值，则控制电动机反转制动。

本发明的实施例通过在发电设备中设置自启动装置，从而使其在动力源的动力达到能驱动发电机正常发电的情况下，即可启动发电设备开始工作，从而扩大了发电设备的功率设计范围，并且使动力源的能量得到了充分有效的利用，还可以避免设备遭到强风的破坏。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。