[发明专利]风力发电机的多重变桨发电方法

摘要

本发明提供了风力发电机的多重变桨发电方法，其步骤在于：当处于刮风环境下，控制器将风向计的风向信号传递至偏航装置，偏航装置驱动发电舱转动并且使变桨装置顺应风向，变桨装置对风能进行捕捉并且转化成自身的转动势能，变桨装置将驱动发电舱运转发电；当处于降雨无风环境下，变桨装置自动变形为开口向上的V结构并且对雨水的重力势能进行捕捉，雨水的重力势能转化为变桨装置的转动势能，变桨装置将驱动发电舱运转发电；当处于晴朗无风环境下，变桨装置自动变形展开并且对太阳能进行捕捉直接发电；当处于飓风环境下，变桨装置自动变形与风向平行，减小飓风对变桨装置的冲击力，变桨装置形成自我保护状态。

主权项

1.风力发电机的多重变桨发电方法，其步骤在于：（一）捕捉风能阶段；S1：当处于刮风环境下，控制器将风向计的风向信号传递至偏航装置，偏航装置驱动发电舱转动并且使变桨装置顺应风向，变桨装置对风能进行捕捉并且转化成自身的转动势能；收展控制构件与叶片构件在工作过程中，当收展传动机构将动力源的动力传递至铰接轴的驱动端，铰接轴将带动正向锥齿轮、叶片一正向转动，传动锥齿轮将正向锥齿轮的动力传递至反向锥齿轮并且带动反向锥齿轮的反向转动，反向锥齿轮将带动空心轴同步转动，此时，叶片一与叶片二将同步反向转动切换至折叠状态/半折叠状态/展开状态，当需要对风能进行捕捉时，叶片一与叶片二切换至折叠状态；S2：偏转控制构件接受动力源的动力并且对桨叶的迎角进行调节；所述的偏转控制构件包括同轴设置于外筒体内的主动齿轮二，主动主轮二与后盖板一转动连接配合，后盖板一上同轴转动设置有呈中空布置的控制轴，控制轴的驱动端向外延伸并且该端连接与动力源连接、输出端延伸至外筒体的内部并且与主动齿轮二键连接配合，端盖上设置有与安装筒体同轴布置的连接套筒，连接套筒延伸至外筒体的内部并且连接套筒与外筒体构成转动连接配合，连接套筒的延伸端同轴固定设置有从动齿轮二，主动齿轮二与从动齿轮二相啮合；偏转控制构件在工作过程中，动力源驱动控制轴进行转动，控制轴将带动主动齿轮二同步转动，主动齿轮二将带动从动齿轮二进行转动，从动齿轮二将带动连接套筒同步转动，连接套筒将带动端盖、安装筒体同步转动，从而对叶片构件的整体偏角进行调整，实现对桨叶迎角的自由调节，在风力较小的环境下发电，使桨叶的迎角增大，增大风力对桨叶的冲击；在风力较大的环境下发电，使桨叶的迎角减小，减小风力对桨叶的冲击；自然风对桨叶进行冲击并且使叶片构件整体转动，风能转化为叶片构件的转动势能；（二）捕捉雨水势能阶段；S3：在S1‑S2的过程中，当发电环境转变为降雨无风时，变桨装置自动变形为开口向上的V结构并且对雨水的重力势能进行捕捉，雨水的重力势能转化为变桨装置的转动势能；捕捉雨水势能的过程中，当需要对雨水势能进行捕捉，收展传动机构将动力源的动力传递至铰接轴的驱动端，铰接轴将带动正向锥齿轮、叶片一正向转动，传动锥齿轮将正向锥齿轮的动力传递至反向锥齿轮并且带动反向锥齿轮的反向转动，反向锥齿轮将带动空心轴同步转动，此时，叶片一与叶片二将同步反向转动切换至折叠状态/半折叠状态/展开状态，当需要对风能进行捕捉时，叶片一与叶片二切换至折叠状态；叶片一与叶片二切换至半折叠状态，雨水流落至开口向上的桨叶内，在雨水重力势能的作用下，桨叶将发生转动，使叶片构件整体发生转动，雨水的重力势能转化为叶片构件的转动势能；（三）转动发电阶段；S4：扇叶构件将转动势能由转子转子轴心输出至发电舱内，增速器对转子轴心的转速进行提升并且驱动发电机进行运转发电；所述的发电舱包括水平布置的筒形机舱罩，机舱罩包括上下对称布置并且可拆卸连接配合的上舱罩与下舱罩共同构成，转子轴心的驱动端与后盖板一同轴固定连接，转子轴心呈中空布置并且套设于控制轴外部，转子轴心与控制轴转动连接配合，转子轴心的中部位置与机舱罩的一端同轴转动连接配合并且转子轴心的输出端延伸至机舱罩的内部，风向计与机舱罩的另一端固定连接，机舱罩内设置有发电机以及增速器，增速器设置于转子轴心输出端与发电机之间并且用于提升转子轴心的输出转速；所述的增速器为行星齿轮增速器，增速器包括同轴设置于机舱罩内的安装盘以及与安装盘构成柱形闭合空间的保护壳，安装盘与保护壳可拆卸连接配合，安装盘靠近转子轴心一端面同轴固定设置有内齿圈、同轴转动设置有太阳齿轮，所述内齿圈与太阳齿轮之间设置有行星齿轮并且行星齿轮与内齿圈与太阳齿轮相啮合，太阳齿轮设置有三个并且沿内齿圈所在圆周方向阵列布置，内齿圈靠近转子轴心一端设置有用于连接三者的行星架，转子轴心由保护壳延伸至其内部并且与行星架键连接配合，转子轴心与保护壳转动连接配合，太阳齿轮同轴设置有键连接配合的传动轴，传动轴背离转子轴心向外延伸并且与发电机的转子同轴固定连接，传动轴与安装盘转动连接配合；发电机在工作过程中，叶片构件将带动转子轴心同步转动，转子轴心将带动行星架同步转动，行星架将带动行星齿轮自转并且绕着太阳齿轮公转，行星齿轮将带动太阳齿轮高速转动，传动轴将太阳齿轮的动力传递至发电机的转子，发电机将叶片装置的转动势能转化成电能，完成将风能/雨水的重力势能转化为电能的过程；（四）捕捉太阳能阶段；S5：在S1‑S2的过程中，当发电环境转变为晴朗无风时，变桨装置自动变形展开并且对太阳能进行捕捉直接发电；所述折叠状态下叶片一与叶片二相互背离一端面设置有太阳能电池板；捕捉太阳能发电过程中，收展传动机构将动力源的动力传递至铰接轴的驱动端，铰接轴将带动正向锥齿轮、叶片一正向转动，传动锥齿轮将正向锥齿轮的动力传递至反向锥齿轮并且带动反向锥齿轮的反向转动，反向锥齿轮将带动空心轴同步转动，此时，叶片一与叶片二将同步反向转动切换至折叠状态/半折叠状态/展开状态，当需要对风能进行捕捉时，叶片一与叶片二切换至折叠状态；叶片一与叶片二切换至半折叠状态，雨水流落至开口向上的桨叶内，在雨水重力势能的作用下，桨叶将发生转动，使叶片构件整体发生转动，雨水的重力势能转化为叶片构件的转动势能；当需要对太阳能进行捕捉时，叶片一与叶片二切换至展开状态，太阳能电池板对太阳能进行直接捕捉发电；（五）自我保护阶段；S6：在S1‑S2的过程中，当发电环境转变为在飓风环境时，变桨装置自动变形与风向平行，减小飓风对变桨装置的冲击力，变桨装置形成自我保护状态；桨叶自我保护的过程中，动力源驱动控制轴进行转动，控制轴将带动主动齿轮二同步转动，主动齿轮二将带动从动齿轮二进行转动，从动齿轮二将带动连接套筒同步转动，连接套筒将带动端盖、安装筒体同步转动，从而对叶片构件的整体偏角进行调整，使桨叶与风向相互平行，自然风对桨叶的冲击力可忽略不计。