[发明专利]一种自适应风向的垂直轴风力机的控制方法

权利要求书

1.一种自适应风向的垂直轴风力机的控制方法，其特征是：一种自适应风向的垂直轴风力机包括竖直的塔筒结构(1)，所述的塔筒结构(1)上设置水平的转环(11)，所述的转环(11)绕在塔筒结构(1)上并能相对于塔筒结构(1)转动，转环(11)上安装有用于检测转环(11)转动角速度的转速监测器，所述的塔筒结构(1)上设置有若干个垂直轴风力机叶片结构(2)，每个垂直轴风力机叶片结构(2)均包括叶片(21)、连杆(22)以及叶片角度控制装置(3)，所述的叶片(21)为轴风力机叶片，叶片(21)竖直设置，所述的叶片(21)通过连杆(22)与转环(11)连接，所述的转环(11)能带动叶片(21)在水平方向上绕塔筒结构(1)转动，所述的叶片角度控制装置(3)安装在连杆(22)上，所述的叶片(21)通过叶片角度控制装置(3)与连杆(22)连接，所述的叶片角度控制装置(3)能带动叶片(21)绕叶片(21)自身的竖直中轴自转，相邻垂直轴风力机叶片结构(2)的叶片(21)之间具有角度和偏转方向均相同的相对偏角，叶片(21)等弧度布设在塔筒结构(1)四周，所述的塔筒结构(1)顶部安装有风向检测装置(4)，所述的风向检测装置(4)用于检测风向，所述的塔筒结构(1)上安装有信号控制器，所述的信号控制器与转速监测器、风向检测装置(4)以及叶片角度控制装置(3)连接，所述的信号控制器能接收转速监测器检测到的转环(11)转动角速度以及风向检测装置(4)检测到的风向，并根据接收的信息控制叶片角度控制装置(3)带动叶片(21)转动，使其中一个叶片(21)始终垂直于风的来流方向；所述的垂直轴风力机叶片结构(2)的数量为四个，相应的，叶片(21)的数量为四个，叶片(21)之间相对偏角为45度；所述的叶片角度控制装置(3)包括电机(31)、第一齿轮(32)以及第二齿轮(33)，所述的叶片(21)的竖直中轴与第二齿轮(33)的齿轮轴固定连接，所述的电机(31)固定在连杆(22)上，所述的电机(31)的电机轴与第一齿轮(32)的齿轮轴固定连接，所述的第一齿轮(32)和第二齿轮(33)咬合配合，所述的电机(31)的电机轴转动时，能使第一齿轮(32)带动第二齿轮转动，进而使叶片(21)沿其竖直中轴自转；所述的风向检测装置(4)包括风向标(41)、第三齿轮(42)、第四齿轮(43)以及齿轮转角检测器(44)，所述的第三齿轮(42)和转动地安装在塔筒结构(1)顶部，所述的风向标(41)安装在第三齿轮(42)的上部且风向标(41)的标杆与第三齿轮(42)的齿轮轴固定连接，所述的齿轮转角检测器(44)固定安装在塔筒结构(1)顶部，所述的第四齿轮(43)的齿轮轴与齿轮转角检测器(44)连接，所述的齿轮转角检测器(44)能检测第四齿轮(43)的齿轮轴转角，所述的第三齿轮(42)和第四齿轮(43)咬合配合；所述的自适应风向的垂直轴风力机的控制方法为：信号控制器实时接收转速监测器检测到的转环(11)转动角速度以及风向检测装置(4)检测到的风偏角，首先判断风偏角是否为0，是则信号控制器控制电机(31)输出转动角速度；否则信号控制器控制电机(31)以角速度转动T秒，。

2.根据权利要求1所述的一种自适应风向的垂直轴风力机的控制方法，其特征是：所述的第三齿轮(42)和第四齿轮(43)的尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的一种自适应风向的垂直轴风力机的控制方法，其特征是：所述的第一齿轮(32)和第二齿轮(33)的尺寸相同。

4.根据权利要求3所述的一种自适应风向的垂直轴风力机的控制方法，其特征是：所述的信号控制器为单片机，型号为AVR单片机。