【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电，具体地，涉及一种塔架立式风力发电储电不间断供电装置及方法。
技术介绍
1、随着世界电力能源短缺的问题越来越凸显，地处海洋、偏远供电不便区，利用风力动能发电作为新能源已成为现代社会发展的热点。传统三浆叶风力发电机不便安装在高空通信塔上，长大沉重的风叶斜挂在侧面，并需要重大的配重体。考虑到风叶、转向驱动装置、增速器，发电机组、配重体再加上沉重的机仓，利用塔筒支撑在高空，在暴风吹动时会产生巨大的翻倒力矩；容易造成暴风的吹毁损坏；同时，三浆叶风力发电机需要迎风旋转，风叶转动直径大，对生物环境与电磁波传播环境影响巨大，且无法适应高空通讯装置环境的供电需要。
2、经对现有技术的文献检索发现：申请号为201010272913.0的中国专利技术专利申请，提出了一种集风立式风力发电系统，包括风动力系统、风叶系统、集风与保护系统，立式增速器、励磁控制发电机与并网控制系统；风动力系统为框架结构，由集风板形成集风与保护系统的大型风力发电系统。但是该集风立式风力发电系统，仍然存在上述问题，无法应用于如图1所示的单立柱式高空信号发射转播塔，不能真正解决地处海洋、偏远供电不便区这一特殊地理环境的风力发电机安装问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种塔架立式风力发电储电不间断供电装置及方法。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种塔架立式风力发电储电不间断供电装置，包括：风机内固定轴管、风叶固定外轴管、安装在所述风叶固定外轴管上
3、所述风机内固定轴管用于与塔架固定安装；
4、所述风叶在风力作用下转动，并带动所述风叶固定外轴管驱动所述大齿轮和所述小齿轮旋转形成传动增速器，使所述发电机6增速，用于将风能转化为电能；
5、所述gps授时控制器控制所述发电机的励磁电压，并由所述发电机的励磁电压控制发电机输出电压的相位、频率和幅值，实现发电机输出电压与电网电压相位、频率和幅值同步，构成交流供电电源；通过所述发电机向所述储电供电器充电，构成直流供电源。
6、优选地，所述风机内固定轴管用于与塔架固定安装，包括如下任意一项或任意多项:
7、-将所述风机内固定轴管连接固定在塔架的两段立柱之间，利用塔架的两段立柱之间的连接固定盘与所述风机内固定轴管的两端的连接盘固定连接，形成所述风机内固定轴管与所述塔架的嵌装整体结构；
8、-将塔架的立柱的一段作为所述风机内固定轴管或将所述风机内固定轴管作为塔架的立柱的一段，形成所述风机内固定轴管与所述塔架的一体整装结构；
9、-所述风机内固定轴管采用空心结构；
10、-所述塔架，包括：微波信号发射塔、无线转播塔和海上灯标塔。
11、优选地，所述风叶固定外轴管可转动地套装于所述风机内固定轴管的外部；所述风叶固定外轴管的外表面设有用于安装风叶的风叶固定盘。
12、优选地，所述风叶采用水平旋转式结构，包括多片风叶体，其中每一片所述风叶体均包括：风叶框、风叶面、折射导风板和固定支架；其中：
13、所述风叶框与所述风叶面连接形成风叶体本体结构，并在所述风叶体本体结构的一侧形成风叶泄风口；
14、所述折射导风板与所述风叶框之间呈角度a连接，并通过所述固定支架固定；所述折射导风板将风力折射到所述风叶体本体结构的最大力矩点处，使风叶体在相同风力下产生最大旋转力矩。
15、优选地，多片所述风叶体均分为多层设置，分别安装在所述风叶固定外轴管上，其中同一层上的多片风叶体之间等角度设置，不同层上的多片风叶体之间交错设置。
16、优选地，所述风叶，还包括如下任意一项或任意多项：
17、-所述风叶面采用铝合金板或碳纤维玻璃钢制造得到；
18、-所述角度a取值为45°；
19、-所述风叶体为6片，并均分为上下两层设置；其中，同一层上的3片风叶体之间呈120°设置，不同层上的3片风叶体之间相对错开60°的风叶位置与旋转角度设置，使得上下两层的6个风叶之间为60°度角均匀分布。
20、优选地，所述发电机，采用交流励磁发电机或直流励磁发电机，通过调整所述发电机的励磁电压进而控制输出电压与电流的幅值。
21、优选地，所述gps授时控制器，包括：gps卫星授时信号接受器和发电机励磁电压调节控制器；其中：
22、所述gps卫星授时信号接受器，用于接收gps卫星授时的标准时序信号；
23、所述发电机励磁电压调节控制器，用于根据所述标准时序信号或电网电压检测信号控制调节所述发电机的励磁电压，使得所述发电机的输出电压波形的相位、频率和幅值与电网同步，同时控制所述发电机向所述储能器充电和/或向负载供电，形成不间断供电电源。
24、优选地，所述装置，还包括：多个轴承，多个所述轴承均设置于所述风机内固定轴管与所述风叶固定外轴管之间；其中，一个轴承设置于所述风叶固定外轴管的下部，用以减少所述风机内固定轴管与所述风叶固定外轴管之间的摩擦力。
25、优选地，所述装置，还包括：风机制动器，所述风机制动器用于对风机的转速进行限制，实现对风机的制动和保护。
26、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种塔架立式风力发电储电不间断供电方法，采用本专利技术上述中任一项所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，对供电不便区负载进行不间断供电。
27、由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的塔架立式风力发电储电不间断供电装置及方法，成功地解决了偏远山区与海岛的通信塔及海上指示灯标的不间断供电电源以及传统三桨叶螺旋桨风电机组不能用于高空信号发射转播塔的技术难题，与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：
28、本专利技术提供的塔架立式风力发电储电不间断供电装置及方法，将高空塔架，如微波信号发射塔、无线信号转播塔、海岛与海上浮动灯标架的单体支撑立柱等作为立式风力发电装置支撑体，构成一种新型的立式风力发电系统，为高空通信塔、海上浮动灯标等提供稳定风力发电储电不间断供电电源。
29、本专利技术提供的塔架立式风力发电储电不间断供电装置及方法，可以有效的利用高空塔架的高空风力资源，为高空通讯塔通信设备、海上浮动指示灯标及偏远高山地区等提供风力发电与储电不间断供电电源，又可以省去立式风力发电机的高空支架，节约大量的钢材。
30、本专利技术提供的塔架立式风力发电储电不间断供电装置及方法，其采用的风叶系统呈水平旋转式结构，平衡稳定性好，可以安装在高空通信立式塔柱上作为高空通信装置的不间断供电源。
31、本专利技术提供的塔架立式风力发电储电不间断供电装置及方法，与传统的三桨叶式风力发电系统以及垂直轴h形风叶相比，风力利用率提高多倍；与同功率风力发电系统相比，体积缩小50％以上。...
【技术保护点】
1.一种塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，包括：风机内固定轴管(1)、风叶固定外轴管(2)、安装在所述风叶固定外轴管(2)上的风叶(4)、安装在所述风机内固定轴管(1)上的发电机(6)、储电供电器(7)和GPS授时控制器(9)以及相互啮合的固定在所述风叶固定外轴管(2)上的大齿轮(5-1)和固定在发电机轴上的小齿轮(5-2)；其中：
2.根据权利要求1所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，所述风机内固定轴管(1)用于与塔架固定安装，包括如下任意一项或任意多项:
3.根据权利要求1所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，所述风叶固定外轴管(2)可转动地套装于所述风机内固定轴管(1)的外部；所述风叶固定外轴管(2)的外表面设有用于安装风叶(4)的风叶固定盘。
4.根据权利要求1所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，所述风叶(4)采用水平旋转式结构，包括多片风叶体，其中每一片所述风叶体均包括：风叶框(4-1)、风叶面(4-2)、折射导风板(4-4)和固定支架(4-5)；其中：
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6.根据权利要求5所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，所述风叶(4)，还包括如下任意一项或任意多项：
7.根据权利要求1所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，所述发电机(6)，采用交流励磁发电机或直流励磁发电机，通过调整所述发电机的励磁电压进而控制输出电压与电流的幅值。
8.根据权利要求1所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，所述GPS授时控制器(9)，包括：GPS卫星授时信号接受器和发电机励磁电压调节控制器；其中：
9.根据权利要求1-8中任一项所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，还包括如下任意一项或任意多项：
10.一种塔架立式风力发电储电不间断供电方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，对供电不便区负载进行不间断供电。
...【技术特征摘要】
1.一种塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，包括：风机内固定轴管(1)、风叶固定外轴管(2)、安装在所述风叶固定外轴管(2)上的风叶(4)、安装在所述风机内固定轴管(1)上的发电机(6)、储电供电器(7)和gps授时控制器(9)以及相互啮合的固定在所述风叶固定外轴管(2)上的大齿轮(5-1)和固定在发电机轴上的小齿轮(5-2)；其中：
2.根据权利要求1所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，所述风机内固定轴管(1)用于与塔架固定安装，包括如下任意一项或任意多项:
3.根据权利要求1所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，所述风叶固定外轴管(2)可转动地套装于所述风机内固定轴管(1)的外部；所述风叶固定外轴管(2)的外表面设有用于安装风叶(4)的风叶固定盘。
4.根据权利要求1所述的塔架立式风力发电储电不间断供电装置，其特征在于，所述风叶(4)采用水平旋转式结构，包括多片风叶体，其中每一片所述风叶体均包括：风叶框(4-1)、风叶面(4-2)、折射导风板(4-4)和固定支架(4-5)；其中：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李树广，李珺磊，
申请(专利权)人：上海广吉电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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