一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组

本发明涉及风力发电，具体涉及一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组。

背景技术：

1、风电行业快速向好发展，机组装机容量持续增加，叶片长度和体积随之增大，叶片内部除了有提高结构强度的腹板，还有大量空余空间。贝茨理论提出的风力机风能利用率极限值约为59.3％，其理念主要是来流风速经过风轮时风速降低，流动风损失的速度转化为风轮的转速，但是由于自然规律限制存在转化极限。叶片旋转产生的机械能，除了带动机舱中发电机转动外，叶片狭长的腔体中的机械能未充分利用。流动风吹动叶片转动时，叶尖位置从最高点十二点钟方向至最低点六点钟方向不断往复，做规律性的运动，叶片长度一般有几十米甚至上百米，因此，叶片的转动过程中存在大量的重力势能和动能之间相互转化，现有的风电设备不能将这部分的重力势能和动能之间的转化进行有效利用。

技术实现思路

1、本发明提供一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，以解决现有的风电设备不能将叶片在转动过程中产生的重力势能和动能之间相互转化进行有效利用的问题。

2、本发明的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组采用如下技术方案：

3、一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，包括叶片、导轨和限位组件。

4、叶片内部中空；导轨固定设置在叶片内部，导轨上设置有定子，导轨上设置有能够沿导轨滑动的动子，动子在导轨上滑动具有第一路径和第二路径，定子设置在第一路径上，动子在导轨上以第一路径运动时经过定子，动子的第一路径末端为第二路径的起始端，动子的第二路径末端为第一路径的起始端；限位组件用于在叶片转动驱动动子在导轨上滑动时限制动子在导轨上以预设方式运行。

5、进一步地，限位组件为单向滑轮，单向滑轮仅能沿一个方向转动，单向滑轮设置在导轨与动子之间。

6、进一步地，叶片内部设置有腹板，腹板用于对叶片进行支撑，导轨设置在腹板上。

7、进一步地，导轨包括两个直线段和两个连接回路，两个直线段和两个连接回路围成环形结构，定子安装在其中一个直线段上，动子在导轨上滑动的第一路径为动子在设有定子的直线段上运动。

8、进一步地，在叶片转动时，安装有定子的直线段处于叶片转动方向的前侧。

9、进一步地，动子所受到的离心力小于动子自身重力。

10、进一步地，动子的离心力加上动子自身重力大于定子产生的磁场对动子的阻力。

11、进一步地，动子在导轨上以第二路径滑动时不受定子产生的磁场阻力。

12、进一步地，动子在导轨上的位置可调节设置，在叶片静止时，动子处于导轨靠近叶片转轴的连接回路上，在叶片启动时，动子移动至导轨远离叶片转轴的连接回路上。

13、本发明的有益效果是：本发明的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其包括叶片、导轨和限位组件，在风力发电机中，叶片安装在发电机主轴上，叶片在被流动的风吹动时，叶片带动发电机主轴转轴，从而使得发电机进行发电。在叶片转动的过程中，叶片的指向始终发生变化，同时动子在导轨上滑动，在动子沿导轨滑动时分别具有第一路径和第二路径，根据在导轨上设置定子，动子在导轨上以第一路径运动时经过定子，此时动子能够切割定子产生的磁感线，并产生感应电动势，从而进行发电，根据对导轨的设置，动子的第一路径末端为第二路径的起始端，且动子的第二路径末端为第一路径的起始端，在限位组件的作用下，限制动子在轨道上以预设的方式进行运行，确保在叶片转动时，动子在导轨上能够持续运行，从而能够实现将叶片在转动过程中产生的机械能充分利用。

技术特征：

1.一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其特征在于：限位组件为单向滑轮，单向滑轮仅能沿一个方向转动，单向滑轮设置在导轨与动子之间。

3.根据权利要求1所述的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其特征在于：叶片内部设置有腹板，腹板用于对叶片进行支撑，导轨设置在腹板上。

4.根据权利要求1所述的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其特征在于：导轨包括两个直线段和两个连接回路，两个直线段和两个连接回路围成环形结构，定子安装在其中一个直线段上，动子在导轨上滑动的第一路径为动子在设有定子的直线段上运动。

5.根据权利要求4所述的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其特征在于：在叶片转动时，安装有定子的直线段处于叶片转动方向的前侧。

6.根据权利要求1所述的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其特征在于：动子所受到的离心力小于动子自身重力。

7.根据权利要求1所述的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其特征在于：动子的离心力加上动子自身重力大于定子产生的磁场对动子的阻力。

8.根据权利要求1所述的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其特征在于：动子在导轨上以第二路径滑动时不受定子产生的磁场阻力。

9.根据权利要求4所述的一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其特征在于：动子在导轨上的位置可调节设置，在叶片静止时，动子处于导轨靠近叶片转轴的连接回路上，在叶片启动时，动子移动至导轨远离叶片转轴的连接回路上。

技术总结
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种在风电叶片内置直线往复发电机的新型风力发电机组，其包括叶片、导轨和限位组件，在叶片转动的过程中，动子在导轨上滑动，在动子沿导轨滑动时分别具有第一路径和第二路径，根据在导轨上设置定子，动子在导轨上以第一路径运动时经过定子，此时动子能够切割定子产生的磁感线，并产生感应电动势，从而进行发电，动子的第一路径末端为第二路径的起始端，且动子的第二路径末端为第一路径的起始端，在限位组件的作用下，限制动子在轨道上以预设的方式进行运行，确保在叶片转动时，动子在导轨上能够持续运行，从而能够实现将叶片在转动过程中产生的机械能充分利用。

技术研发人员：罗振先,张英科,王永锋,赵丽敏,杨清方,刘红刚,李林远
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>河南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24