气流发生器电源和风力发电机制造技术

实施例的气流发生器电源向风力发电机的叶片上的多个气流发生器提供交流电压。所述电源具有频率转换器、多个变压器、以及开关。所述频率转换器产生交流电压。每个变压器将所述交流电压放大并且将经放大的电压施加到对应的气流发生器。所述开关将来自所述频率转换器的所述交流电压输出到选自于所述变压器的一个变压器。

【技术实现步骤摘要】

本文所描述的实施例总体上涉及气流发生器电源和风力发电机。
技术介绍
在风力发电机中，由于风力或风向的变化，发电效率有时恶化。此外，在风力发电机中，在发电时，噪声有时发生。研究了在叶片上具有气流发生器的风力发电机以抑制这样的发电效率的恶化和噪声的发生(见JP2008-025434)。气流发生器具有中间夹有电介质的一对电极，并且通过将交流电压施加到该对电极来产生等离子体气流。等离子体气流抑制风力发电机中发电效率的恶化和噪声的发生。图13示出了常规风力发电机。风力发电机100在叶片110上具有多个气流发生器120。通常，风力发电机100具有气流发生器电源130，每个气流发生器电源130对应不同的气流发生器120。气流发生器电源130具有频率转换器131和变压器132。频率转换器131将未示出的外部电源所输入的交流电压的频率转换为针对气流发生器120最佳的频率。变压器132将频率转换器131所输入的交流电压的电压值转换为针对气流发生器120最佳的电压值。扩大叶片110可以提高风力发电机100的发电效率。然而，叶片110的扩大将增加气流发生器120的数量，导致增加气流发生器电源130的数量。风力发电机100需要使气流发生器电源130小型化，因为气流发生器电源130的安装位置和安装面积是受限的。
技术实现思路
本专利技术旨在解决的问题是提供易于被小型化的气流发生器电源。实施例的气流发生器电源向风力发电机的叶片上的多个气流发生器提供交流电压。该实施例的气流发生器电源具有频率转换器、多个变压器、以及开关。频率转换器产生交流电压。每个变压器放大交流电压并且将经放大的电压施加到对应的气流发生器。开关将来自频率转换器的交流电压输出到选自于变压器的一个变压器。根据该实施例，提供了易于被小型化的气流发生器电源。附图说明图1是示出第一实施例中的风力发电机的透视图；图2是示出第一实施例中的气流发生器的截面图；图3是示出第一实施例中的气流发生器电源的示意图；图4是示出第一实施例中的频率转换器的示意图；图5是示出用于安装第一实施例中的气流发生器电源的方法的示意图；图6是示出第一实施例中的开关的时序图的示意图；图7是示出施加到第一实施例中的气流发生器的交流电压的状态的示意图；图8是示出第一实施例中的开关的时序图的另一个示例的示意图；图9是示出第二实施例中的气流发生器电源的示意图；图10是示出第二实施例中的开关的时序图的示意图；图11是示出第三实施例中的气流发生器电源的示意图；图12是示出第三实施例中的开关的时序图的示意图；并且图13是示出常规风力发电机的示意图。具体实施方式(第一实施例)图1是示出风力发电机的透视图。图2是示出气流发生器的截面图。图3是示出气流发生器电源的示意图。图4是示出频率转换器的示意图。图5是示出用于安装气流发生器电源的方法的示意图。图6是示出开关的时序图的示意图。图7是示出施加到气流发生器的交流电压的状态的示意图。如图1所示，风力发电机10具有安装在地面上的塔11。容纳有发电机的机舱12设置在塔11的顶部。用于测量风向或风速的风向风速仪13设置在机舱12的上部。在机舱12的向风侧上提供转子14。转子14具有三个叶片15。叶片15由发电机的旋转轴121(图5)支撑，旋转轴121从机舱12突出。在叶片15的前沿中，从叶片尖端到叶片根部，提供三个气流发生器16。如图2所示，气流发生器16具有第一电极161、与第一电极161分开设置的第二电极162、以及至少设置在其间的电介质163。电介质163的电介质材料适当地选自于已知的符合使用环境的固态形式的电介质材料等。通过向第一电极161和第二电极162施加交流电压，气流发生器16产生从第一电极161侧流向第二电极162侧的等离子气流。如图3所示，气流发生器电源20具有频率转换器21、开关22、以及变压器23。在风力发电机10中提供一个频率转换器21。将交流电压从设置在风力发电机10之外的外部电源输入到频率转换器21，频率转换器21将交流电压的频率调节为针对气流发生器16最佳的频率。通常，频率转换器21输出交流电压，该交流电压的频率高于外部电源所输入的交流电压的频率。频率转换器21所输出的交流电压的波形可以是脉冲波形(例如，正极性的、负极性的、具有正极性和负极性的双极性的)、正弦波形、或间歇的正弦波形，并且不具体限制波形。优选地，频率转换器21可以改变交流电压的频率以在任意时间输出。如图4所示，频率转换器21将所输入的交流电压转换为较高频率的交流电压。例如，频率转换器21具有例如AC/DC转换器211和高频发生器212(逆变器)。AC/DC转换器211将交流电压(AC)转换为直流电压(DC)。在AC/DC转换器中，通过未示出的二极管等，将交流电压(AC)转换为直流电压(DC)。高频发生器212接收AC/DC转换器211所转换的直流电压并且输出交流电压，该交流电压的频率高于外部电源所输入的交流电压的频率。例如，通过对IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、FET(场效应晶体管)等的切换，产生交流电压。交流电压的频率通常优选地为约1至20kHz。将每个变压器23提供给相对应的气流发生器16。更具体地，为叶片15a的气流发生器16a、16b、16c，提供变压器23a、23b、23c。类似地，为叶片15b的气流发生器16d、16e、16f，提供变压器23d、23e、23f，并且为叶片15c的气流发生器16g、16h、16i，提供变压器23g、23h、23i。变压器23接收频率转换器21所产生的交流电压，并且输出交流电压，所输出的交流电压的电压值高于所输入的交流电压的电压值。所输出的交流电压的电压值通常优选地为几kV。通过开关22将频率转换器21和变压器23进行连接。一个开关22在风力发电机10中被提供并且将频率转换器21所输入的交流电压输出到选自于变压器23中的特定变压器23。例如，开关22具有开关元件，开关元件的数量与变压器23的数量相同，并且开关22单独地控制频率转换器21和独立的变压器23之间的连续性。这样的开关22可以对向单独的气流发生器16施加交流电压的时间和施加交流电压的周期进行调整，从而可以有效地驱动独立的气流发生器。例如，可以通过开关22中内置的控制器，控制开关元件。如图5所示，例如，在鼻锥17中提供气流发生器电源20。例如，在风力发电机的旋转轴121的末端中，提供频率转换器21和开关22。例如，在叶片15的叶片根部侧上的末端表面中，提供变压器23。例如，叶片15具有变压器23，变压器23的数量与气流发生器16的数量相同。通过连接感应线24来连接频率转换器21和开关22，以及连接开关22和变压器23。通过未示出的连接感应线，从设置在风力发电机10之外的外部电源向频率转换器21，提供交流电压。例如，通过诸如滑环等滑动型连接器，在旋转部分和非旋转部分之间传送交流电压(例如，在发电机的旋转轴121和风力发电机10的除了旋转轴121以外的部分之间)。诸如风力发电机10的鼻锥17等旋转部分中的气流发生器电源20可以抑制向滑动型连接器施加具有高频率和高电压的交流电压。因此，平稳地向气流发生器16施加交流电压，并且还抑制了噪声的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向风力发电机的叶片上的多个气流发生器提供交流电压的气流发生器电源，所述电源包括：频率转换器，用于产生所述交流电压；多个变压器，每个变压器将所述交流电压放大以将经放大的交流电压施加到所述气流发生器中的对应的气流发生器；以及开关，用于将来自所述频率转换器的所述交流电压输出到选自于所述变压器中的一个变压器。

【技术特征摘要】
2015.06.23 JP 2015-1257571.一种用于向风力发电机的叶片上的多个气流发生器提供交流电压的气流发生器电源，所述电源包括：频率转换器，用于产生所述交流电压；多个变压器，每个变压器将所述交流电压放大以将经放大的交流电压施加到所述气流发生器中的对应的气流发生器；以及开关，用于将来自所述频率转换器的所述交流电压输出到选自于所述变压器中的一个变压器。2.根据权利要求1所述的电源，其中，所述频率转换器、所述变压器、以及所述开关由所述风力发电机的旋转轴来支撑。3.根据权利要求1所述的电源，所述风力发电机还包括：第二叶片；以及所述第二叶片上的多个第二气流发生器。4.根据权利要求3所述的电源，其中，所述变压器中的每个变压器将所述经放大的交流电压施加到所述气流发生器中的所述对应的气流发生器和所述第二气流发生器中的对应的第二气流发生器。5.根据权利要求3所述的电源，其中，所述气流发生器中的每个气流发生器和所述第二气流发生器中的不同的第二气流发生器构成气流发生器的不同的组，在所述不同的组中，气流发生器离所述旋转轴的距离彼此一致。6.根据权利要求5所述的电源，其中，所述变压器中的每个变压器将所述经放大的交流电压施加到所述不同的组中的所述气流发生器。7.根据权利要求3所述的电源，还包括：多个第二变压器，每个第二变压器将所述交流电压放大以将经放大的交流电压施加到所述第二气流发生器中的对应的第二气流发生器，其中，所述开关将来自所述频率转换器的所述交流电压输出到选自于所述变压器和所述第二变压器中的一个变压器。8.根据权利要求3所述的电源，还包括：第二频率转换器，用于产生所述交流电压；多个第二变压器，每个第二变压器将来自所述第二频率转换器的所述交流电压放大以将经放大的交流电压施加到所述第二气流发生器中的对应的第二气流发生器；以及第二开关，用于将来自所述第二频率转换器的所述交流电压输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中元史，志村尚彦，大迫俊树，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP