CN213118818U - 一种风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明*** - Google Patents
一种风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种风‑储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，包括垂直轴风力发电***，还包括一压电装置，所述压电装置包括：一套杆，固定安装在垂直轴风力机的转轴中心处，所述套杆的杆壁上设有供压电片弹出或收回的口，套杆内部安装有压电片弹出‑收回控制装置，所述压电片弹出后能够被所述垂直轴风力机的风机叶片拨动、或者收回后与所述垂直轴风力机的风机叶片不接触；所述压电片弹出‑收回控制装置包括：所述压电片通过导线和第一整流器连接，第一整流器通过导线与垂直轴风力发电***的蓄电池连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电设备领域，具体是一种风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***。
背景技术
在一些偏僻地区，由于并未铺设电气设施，电网设施不完善，所以夜间照明成了很大的问题，现有照明路包括以下几种：
1、常规路灯：需要市电接入，布线复杂,依赖于电网。
2、常规水平轴风力机：造价较高，维修困难，噪音较大，启动风速高。需要偏航装置进行对风，对风过程中会有能量损失。
3、常规独立风力发电***照明灯，因风能转化率不足，需要接入市电调控。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型公开了一种风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，该照明***适用于任何路段，尤其适用于偏僻路段，农村路段的等电网不完善地区的照明，并且该装置也适用于低风速地区。
为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，包括垂直轴风力发电***，还包括一压电装置，所述压电装置包括：
一套杆，固定安装在垂直轴风力机的转轴中心处，所述套杆的杆壁上设有供压电片弹出或收回的口，套杆内部安装有压电片弹出-收回控制装置，所述压电片弹出后能够被所述垂直轴风力机的风机叶片拨动、或者收回后与所述垂直轴风力机的风机叶片不接触；所述压电片弹出-收回控制装置包括：
压力传感器、控制器以及至少一组压电片转动机构，每组压电片转动机构包括：压电片、转杆和电机，其中，
所述压力传感器设置在所述套杆顶端并且伸出所述垂直轴风力机的转轴顶端设置，用于检测风压；
所述控制器的信号输入端与压力传感器连接，控制器的信号输出端与所述电机连接；
所述电机的输出轴通过套筒与所述转杆的一端连接，转杆另一端与所述压电片连接；
所述压电片通过导线和第一整流器连接，第一整流器通过导线与垂直轴风力发电***的蓄电池连接。
所述压电片的数量包括多个，多个压电片沿垂直轴风力机的转轴中心对称布置。
所述控制器为单片机。
所述垂直轴风力发电***包括：
垂直轴风力机、齿轮箱、发电机、第二整流电路、蓄电池以及灯泡，其中，垂直轴风力机的转轴通过齿轮箱变速传动后与发电机的输入轴连接，发电机通过引出线与蓄电池连接，蓄电池通过一条引出线与灯泡连接，通过另外两条穿过所述套杆中心的引出线分别与控制器、压力传感器连接。
所述发电机为永磁同步发电机。
所述垂直轴风力机为三叶片H型风力机。
有益效果：
本实用新型一种风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，适用于任何路段的照明，尤其是偏僻路段农村路段等未接入电网或者电网构成简单的地区，利用垂直轴风力机和风力机叶片拨动压电片捕获风能，两个装置联合捕获风能，效率高，并且节能环保。
附图说明
图1为本实用新型风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***的结构示意图图；
其中，12、压力传感器；13、垂直轴风力机；14、齿轮箱；15、轴承；16、发电机；17、压电装置引出线；18、发电机引出线；19、灯泡；（17，18，20）、引出线；21、蓄电池；
图2为图1的俯视图；
其中，22、垂直轴风力机叶片；23、垂直轴风力机转轴；24、套杆；25、压电片；
图3为本实用新型风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***的电路连接图；
其中，8、第一整流电路；10、第一整流电路；6、压电装置弹出-收回***；
图4为本实用新型压电装置弹出-收回***的结构示意图；
其中，27、控制器；28、转杆；29、套筒；30、电机输出轴；31、电机；（26，32,33,34，）、导线。
图5为本实用新型风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***的逻辑控制框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，分别由压力传感器12、垂直轴风力机13、齿轮箱14、轴承15、发电机16、蓄电池21、发电机引出线18、压电装置引出线17、蓄电池引出线20以及灯泡19构成。垂直轴风力机13为三叶片H型风力机，转轴中心固定一个安装压电装置的套杆，套杆上留有压电装置弹出收回的口，套杆内部安装压电片弹出-收回控制装置，具体见图4，垂直轴风力机13通过齿轮箱14连接发电机16，齿轮箱14为双轴行星齿轮，进行传动。
作为本实用新型的优选实施例，发电机16为永磁同步发电机，效率高，机械损耗小。
作为本实用新型的优选实施例，圆锥滚子轴承15，结构稳固。
发电机16和压电装置引出线17与蓄电池21相连，蓄电池21一条引出线20与灯泡19相连，另外两条穿过轴中心的空心杆，给单片机以及压力传感器12供电。
如图2所示，垂直轴风力机俯视图
压电片25固定在风力机主轴23内部中，数量为6个。伸出时，垂直轴风力机转动时拨动压电片25，给予压力，进行发电。
如图3所示，为本实用新型风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***的电气连接图
垂直轴风力机13连接发电机16，发电机16转动和压电片25流出三相电，需要通过第一整流电路8和第二整流电路10进行交直流转换给蓄电池供电，蓄电池11外接灯泡9，蓄电池11给压电装置弹出-收回***6供电，让该***控制压电片的位置。
如图4所示为本实用新型的压电片弹出***结构示意图
压电片弹出***分别由压力传感器、单片机27、电机31、套筒29、转杆28、压电片25、电机输出轴30、以及连接线构成。低风速时，电机输出轴30带动转杆28转动，压电片25伸出，风机转动给予压电片25压力，获得电能。当风速高于额定值，压力传感器12检测到风压过大的信号，传入AD转换的口，如果风压和电压正比的话那就判断，电压到一定值时，单片机27输出口信号给到电机31，电机输出轴30运转半圈，压电片25收回。
运行流程
如图5所示，当传感器检测到风速小于一定值的信号，风机转动但是捕获风能效果不佳，压电装置弹出，风力机拨动压电片获得电能，当风速升高到达额定风速，压电片收回，垂直轴风力机捕获最大风能。
当传感器检测到风速小于一定值的信号，风机转动但是捕获风能效果不佳，从单片机接收到风速较低的信号，给予电机一个信号，使之转动，压电装置弹出，风力机拨动压电片获得电能，再通过整流电路形成直流电给蓄电池充电。
当风速升高到达额定风速，压电片收回，垂直轴风力机捕获最大风能。垂直轴风力机通过轴承连接齿轮箱，齿轮箱进行传动，带动发电机转动发电，发电机发出的三相电经过整流电路，充入蓄电池。蓄电池发出的电大部分供给灯泡，一小部分用于单片机和传感器。
Claims (6)
1.一种风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，包括垂直轴风力发电***，其特征在于，还包括一压电装置，所述压电装置包括：
一套杆，固定安装在垂直轴风力机的转轴中心处，所述套杆的杆壁上设有供压电片弹出或收回的口，套杆内部安装有压电片弹出-收回控制装置，所述压电片弹出后能够被所述垂直轴风力机的风机叶片拨动、或者收回后与所述垂直轴风力机的风机叶片不接触；所述压电片弹出-收回控制装置包括：
压力传感器、控制器以及至少一组压电片转动机构，每组压电片转动机构包括：压电片、转杆和电机，其中，
所述压力传感器设置在所述套杆顶端并且伸出所述垂直轴风力机的转轴顶端设置，用于检测风压；
所述控制器的信号输入端与压力传感器连接，控制器的信号输出端与所述电机连接；
所述电机的输出轴通过套筒与所述转杆的一端连接，转杆另一端与所述压电片连接；
所述压电片通过导线和第一整流器连接，第一整流器通过导线与垂直轴风力发电***的蓄电池连接。
2.根据权利要求1所述的风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，其特征在于，所述压电片的数量包括多个，多个压电片沿垂直轴风力机的转轴中心对称布置。
3.根据权利要求1所述的风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，其特征在于，所述控制器为单片机。
4.根据权利要求1所述的风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，其特征在于，所述垂直轴风力发电***包括：
垂直轴风力机、齿轮箱、发电机、第二整流电路、蓄电池以及灯泡，其中，垂直轴风力机的转轴通过齿轮箱变速传动后与发电机的输入轴连接，发电机通过引出线与蓄电池连接，蓄电池通过一条引出线与灯泡连接，通过另外两条穿过所述套杆中心的引出线分别与控制器、压力传感器连接。
5.根据权利要求4所述的风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，其特征在于，所述发电机为永磁同步发电机。
6.根据权利要求1所述的风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明***，其特征在于，所述垂直轴风力机为三叶片H型风力机。
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| CN202021125132.4U Active CN213118818U (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 一种风-储联合的垂直轴风力机与压电装置互补照明*** |
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