具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，包含一風(fēng)車固定軸、一風(fēng)車轉(zhuǎn)軸、多個葉片、一發(fā)電機及一減速控制系統(tǒng)，該減速控制系統(tǒng)包含一阻尼板、一磁力產(chǎn)生單元、一整流器、及一控制單元，本發(fā)明特別利用該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速與該發(fā)電機產(chǎn)生的電壓成正比的特性，取該發(fā)電機所產(chǎn)生的電壓作為減速參考的依據(jù)，當該發(fā)電機所產(chǎn)生的電壓值大于所設(shè)定的導(dǎo)通準位時，該整流器與該磁力產(chǎn)生單元處于一電性連通狀態(tài)，使得該磁力產(chǎn)生單元能夠產(chǎn)生一作用于該阻尼板的渦電流，讓該阻尼板隨著該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生阻尼效果，藉以降低該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，以達到防止發(fā)電機損壞或風(fēng)車解體故障的目的，使用便利。
【專利說明】具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及垂直式風(fēng)車，特別是指一種具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車。

【背景技術(shù)】
[0002]參閱圖1，普通垂直軸風(fēng)車10，其主要是由一垂直固定設(shè)置的風(fēng)車固定軸11、一套設(shè)于該風(fēng)車固定軸11的外部并可相對該風(fēng)車固定軸11轉(zhuǎn)動的風(fēng)車轉(zhuǎn)軸12、以及一被該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸12帶動而發(fā)電的外轉(zhuǎn)式發(fā)電機13所組成，其中該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸12的外部設(shè)有三達利氏(Darrieus)葉片14、以及一桶型葉片15,透過空氣流動所產(chǎn)生的風(fēng)力來推動各葉片14、15,使葉片14、15連同該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)而使該發(fā)電機13產(chǎn)生電能以供使用，然而，該垂直軸風(fēng)車10于實際使用情形仍具有需立即改善的缺陷:
[0003]一般為了防止該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)速過快而導(dǎo)致發(fā)電機13損壞或故障，因此，該垂直式風(fēng)車上會配置有一減速裝置(圖上未示)，其主要是控制該減速裝置的阻尼塊接觸該風(fēng)車固定軸11，進而產(chǎn)生一摩擦阻力來降低該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸12的轉(zhuǎn)速，以避免該發(fā)電機13損壞或故障，而由于該阻尼塊會磨損，導(dǎo)致降低該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)速的效果逐漸下降，因此，需短時間定期的對該減速裝置進行阻尼塊的更換作業(yè)，凸顯出使用不便的缺陷。
[0004]另外，為了防止該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)速過快而導(dǎo)致發(fā)電機13損壞或故障的方式，其可控制該發(fā)電機13內(nèi)部的電磁性來降低該外轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，然而，此種控制方式須對該發(fā)電機13進行磁性反復(fù)的控制，會造成該發(fā)電機13的故障或損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，其主要防止該垂直式風(fēng)車的風(fēng)車轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速過快而導(dǎo)致發(fā)電機損壞或故障，同時不需短時間定期的進行零件的更換作業(yè)，達到使用便利的目的。
[0006]本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題在于提供一種具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，其主要防止該垂直式風(fēng)車的外風(fēng)車轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速過快而導(dǎo)致發(fā)電機損壞或故障，同時不會對發(fā)電機造成故障或損壞。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，包含:一風(fēng)車固定軸；一風(fēng)車轉(zhuǎn)軸，能夠轉(zhuǎn)動地套設(shè)于該風(fēng)車固定軸；多個葉片，固設(shè)于該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸；一發(fā)電機，組設(shè)于該風(fēng)車固定軸與風(fēng)車轉(zhuǎn)軸之間，并具有一電力輸出端；一減速控制系統(tǒng)，包含一阻尼板、一磁力產(chǎn)生單元、一整流器、及一控制單元，其中:該阻尼板，為金屬物質(zhì)所制成，并固設(shè)于該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸；該磁力產(chǎn)生單元，固設(shè)于該風(fēng)車固定軸且鄰近該阻尼板，該磁力產(chǎn)生單元經(jīng)控制導(dǎo)電后能夠產(chǎn)生一作用于該阻尼板的渦電流，使該阻尼板隨著該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生阻尼效果；一整流器，具有一耦接于該電力輸出端的整流輸入端、及一整流輸出端，以將該發(fā)電機輸出的交流電壓整流為直流電壓，并將該直流電壓由該整流輸出端輸出；一控制單元，耦接于該整流輸出端與該磁力產(chǎn)生單元之間，并具有一導(dǎo)通準位，當該直流電壓低于該導(dǎo)通準位時，該整流器與該磁力產(chǎn)生單元處于一電性不連通狀態(tài)，當該直流電壓高于該導(dǎo)通準位時，該整流器與該磁力產(chǎn)生單元處于一電性連通狀態(tài)。
[0008]較佳地，該磁力產(chǎn)生單元所產(chǎn)生的渦電流范圍是涵蓋該阻尼板。
[0009]較佳地，該磁力產(chǎn)生單元包含一固設(shè)于該風(fēng)車固定軸的金屬板、及偶數(shù)個環(huán)設(shè)于該金屬板的電磁鐵，且每相鄰的該電磁鐵的磁極不同，并使該電磁鐵所產(chǎn)生的磁阻力向上作用于該阻尼板。
[0010]較佳地，該阻尼板具有一固設(shè)于該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸的圓盤部、及一由該圓盤部周緣向下延伸的環(huán)側(cè)部，該磁力產(chǎn)生單元包含一固設(shè)于該風(fēng)車固定軸的金屬板、及偶數(shù)個環(huán)設(shè)于該金屬板的電磁鐵，且每相鄰的該電磁鐵的磁極不同，并使該電磁鐵所產(chǎn)生的渦電流向外作用于該阻尼板的環(huán)側(cè)部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是普通垂直軸風(fēng)車的側(cè)視圖。
[0012]圖2是本發(fā)明第一實施例的側(cè)視圖。
[0013]圖3是圖2的局部放大圖。
[0014]圖4是本發(fā)明第一實施例的上視圖，顯示磁力產(chǎn)生單元的上視狀態(tài)。
[0015]圖5是本發(fā)明第一實施例的示意圖，顯示控制單元設(shè)于發(fā)電機與磁力產(chǎn)生單元之間的狀態(tài)。
[0016]圖6是本發(fā)明第二實施例的側(cè)視圖。
[0017]圖7是圖6的局部放大剖面圖。
[0018]附圖標記說明
[0019]垂直軸風(fēng)車10
[0020]風(fēng)車固定軸11
[0021]風(fēng)車轉(zhuǎn)軸12
[0022]外轉(zhuǎn)式發(fā)電機I
[0023]達利氏葉片14
[0024]桶型葉片15
[0025]風(fēng)車固定軸21
[0026]風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22
[0027]葉片23
[0028]達利氏葉片231
[0029]桶型葉片232
[0030]發(fā)電機24
[0031]電力輸出端241
[0032]阻尼板30
[0033]圓盤部31
[0034]環(huán)側(cè)部32
[0035]磁力產(chǎn)生單元40
[0036]金屬板41
[0037]電磁鐵42
[0038]背鐵421
[0039]鐵蕊422
[0040]線圈423
[0041]整流器50
[0042]整流輸入端51
[0043]整流輸出端52
[0044]控制單元60
[0045]電容600
[0046]第一電阻601
[0047]齊納二極管602
[0048]第二電阻603
[0049]PNP 電晶體 604
[0050]第三電阻605
[0051]第四電阻606
[0052]二極體 607
[0053]達靈頓電晶體608
[0054]固態(tài)繼電器609
[0055]接點6091

【具體實施方式】
[0056]參閱圖2至5所示，本發(fā)明第一實施例所提供的一種具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，其主要由一風(fēng)車固定軸21、一風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22、多個葉片23、一發(fā)電機24、及一減速控制系統(tǒng)所組成，其中:
[0057]該風(fēng)車固定軸21，是垂直固定設(shè)置在地面。
[0058]該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22，能夠轉(zhuǎn)動地套設(shè)于該風(fēng)車固定軸21。
[0059]該多個葉片23，固設(shè)于該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22 ;本實施例中是包含有三達利氏(Darrieus)葉片231、以及一桶型葉片232。
[0060]該發(fā)電機24,組設(shè)于該風(fēng)車固定軸21與風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22之間，并具有一電力輸出端241 ;本實施例中該發(fā)電機24為外轉(zhuǎn)式發(fā)電機。
[0061]該減速控制系統(tǒng)，包含一阻尼板30、一磁力產(chǎn)生單元40、一整流器50、及一控制單元60，其中:
[0062]該阻尼板30，為金屬物質(zhì)所制成，并固設(shè)于該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22，以隨著該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。
[0063]該磁力產(chǎn)生單元40，固設(shè)于該風(fēng)車固定軸21且鄰近該阻尼板30，該磁力產(chǎn)生單元40經(jīng)控制導(dǎo)電后能夠產(chǎn)生一作用于該阻尼板30的渦電流(磁阻力)，使該阻尼板30隨著該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生阻尼效果；本實施例中，該磁力產(chǎn)生單元40所產(chǎn)生的磁阻力范圍涵蓋該阻尼板30，且該磁力產(chǎn)生單元40包含一固設(shè)于該風(fēng)車固定軸21的金屬板41、及偶數(shù)個環(huán)設(shè)于該金屬板41的電磁鐵42，且每相鄰的該電磁鐵42的磁極不同，并使該電磁鐵42所產(chǎn)生的渦電流向上作用于該阻尼板30 ;而各該電磁鐵42是由一背鐵421上設(shè)有一鐵蕊422、及一繞設(shè)在該鐵蕊422的線圈423所組成。
[0064]該整流器50為三相橋式整流器，具有一耦接于該發(fā)電機24電力輸出端241的整流輸入端51、及一整流輸出端52，以將該發(fā)電機24輸出的交流電壓整流為直流電壓，并將該直流電壓由該整流輸出端52輸出。
[0065]該控制單元60，耦接于該整流輸出端52與該磁力產(chǎn)生單元40之間，并具有一導(dǎo)通準位，當該直流電壓低于該導(dǎo)通準位時，該整流器50與該磁力產(chǎn)生單元40處于一電性不連通狀態(tài)，當該直流電壓高于該導(dǎo)通準位時，該整流器50與該磁力產(chǎn)生單元40處于一電性連通狀態(tài)；本實施例中，該控制單元60得以自動偵測該整流器50的整流輸出端52所輸出的直流電壓大小，參閱圖5所不,該控制單兀60是由一電容600、一第一電阻601、一齊納二極管602、一第二電阻603、一 PNP電晶體604、一第三電阻605、一第四電阻606、一二極體607、一達靈頓電晶體608、及一固態(tài)繼電器609所組成，其中該電容600是對該整流器50的整流輸出端52所輸出的直流電壓大小進行濾波；該第一電阻601、第二電阻603、第三電阻605,PNP電晶體604及齊納二極管602構(gòu)成電子開關(guān)，當該整流器50所輸出的直流電壓大于該齊納二極管602的順向偏壓加0.7伏特(V)時，該PNP電晶體604則導(dǎo)通(VCE=0.2V)，該PNP電晶體604導(dǎo)通后電流流經(jīng)該第四電阻606流到該達靈頓電晶體608，使該達靈頓電晶體608導(dǎo)通(VCE=0.2V)，該達靈頓電晶體608導(dǎo)通后該固態(tài)繼電器609的接點6091則導(dǎo)通，使得該整流器50與該磁力產(chǎn)生單元40處于一電性連通狀態(tài)，該磁力產(chǎn)生單元40則接收該整流器50所輸出的直流電壓，而產(chǎn)生一作用于該阻尼板30的磁阻力(渦電流)。另夕卜，該齊納二極管602的順向偏壓加0.7伏特(V)即為該導(dǎo)通準位。
[0066]以上所述即為本發(fā)明實施例各主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及其組態(tài)說明。藉此，本發(fā)明特別利用該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22的轉(zhuǎn)速與該發(fā)電機24產(chǎn)生的電壓成正比的特性，取該發(fā)電機24所產(chǎn)生的電壓作為減速參考的依據(jù)，當該發(fā)電機24所產(chǎn)生的電壓值大于所設(shè)定的導(dǎo)通準位時，該整流器50與該磁力產(chǎn)生單元40處于一電性連通狀態(tài)，使得該磁力產(chǎn)生單元40能夠產(chǎn)生一作用于該阻尼板30的渦電流，讓該阻尼板30隨著該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生阻尼效果，藉以降低該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22的轉(zhuǎn)速，以達到防止該垂直式風(fēng)車的風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)速過快而導(dǎo)致發(fā)電機24損壞或風(fēng)車解體故障的目的，同時延伸風(fēng)車可運作的風(fēng)速上限，提升高風(fēng)速區(qū)的風(fēng)能利用率及年平均發(fā)電量，同時本發(fā)明是透過產(chǎn)生磁阻力來對該阻尼板30產(chǎn)生阻尼效果，因此，不會產(chǎn)生零組件的耗損問題，相對地不需短時間定期的進行零件的更換作業(yè)，以達到使用便利的目的，同時不會對發(fā)電機24造成故障或損壞。
[0067]另外，當風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)速降低時，該發(fā)電機24所產(chǎn)生的電壓下降，當該控制單元60所偵測的直流電壓低于該導(dǎo)通準位時，該整流器50與該磁力產(chǎn)生單元40處于一電性不連通狀態(tài)，使該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22得以無阻力的帶動該發(fā)電機24發(fā)電。
[0068]參閱圖6、7所示，本發(fā)明第二實施例所提供的一種具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，其同樣是由一風(fēng)車固定軸21、一風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22、多個葉片23、一發(fā)電機24、及一減速控制系統(tǒng)所組成，由于其組態(tài)及功效同于第一實施例，故不再贅述，至于第二實施例與第一實施例不同之處在于:
[0069]該阻尼板30具有一固設(shè)于該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸22的圓盤部31、及一由該圓盤部31周緣向下延伸的環(huán)側(cè)部32，該磁力產(chǎn)生單元40包含一固設(shè)于該風(fēng)車固定軸21的金屬板41、及偶數(shù)個環(huán)設(shè)于該金屬板41的電磁鐵42，且每相鄰的該電磁鐵42的磁極不同，并使該電磁鐵42所產(chǎn)生的磁阻力(渦電流)向外作用于該阻尼板30的環(huán)側(cè)部32。
[0070]綜上所述，上述各實施例及圖示僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當不能以之限定本發(fā)明實施之范圍，即大凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，其特征在于:包含: 一風(fēng)車固定軸； 一風(fēng)車轉(zhuǎn)軸，能夠轉(zhuǎn)動地套設(shè)于該風(fēng)車固定軸； 多個葉片，固設(shè)于該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸； 一發(fā)電機，組設(shè)于該風(fēng)車固定軸與風(fēng)車轉(zhuǎn)軸之間，并具有一電力輸出端； 一減速控制系統(tǒng)，包含一阻尼板、一磁力產(chǎn)生單元、一整流器、及一控制單元，其中: 該阻尼板，為金屬物質(zhì)所制成，并固設(shè)于該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸； 該磁力產(chǎn)生單元，固設(shè)于該風(fēng)車固定軸且鄰近該阻尼板，該磁力產(chǎn)生單元經(jīng)控制導(dǎo)電后能夠產(chǎn)生一作用于該阻尼板的渦電流，使該阻尼板隨著該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生阻尼效果; 一整流器，具有一I禹接于該電力輸出端的整流輸入端、及一整流輸出端，以將該發(fā)電機輸出的交流電壓整流為直流電壓，并將該直流電壓由該整流輸出端輸出； 一控制單元，耦接于該整流輸出端與該磁力產(chǎn)生單元之間，并具有一導(dǎo)通準位，當該直流電壓低于該導(dǎo)通準位時，該整流器與該磁力產(chǎn)生單元處于一電性不連通狀態(tài)，當該直流電壓高于該導(dǎo)通準位時，該整流器與該磁力產(chǎn)生單元處于一電性連通狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，其特征在于:所述磁力產(chǎn)生單元所產(chǎn)生的渦電流范圍是涵蓋該阻尼板。
3.如權(quán)利要求1所述的具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，其特征在于:所述磁力產(chǎn)生單元包含一固設(shè)于該風(fēng)車固定軸的金屬板、及偶數(shù)個環(huán)設(shè)于該金屬板的電磁鐵，且每相鄰的該電磁鐵的磁極不同，并使該電磁鐵所產(chǎn)生的磁阻力向上作用于該阻尼板。
4.如權(quán)利要求1所述的具減速控制系統(tǒng)的垂直式風(fēng)車，其特征在于:所述阻尼板具有一固設(shè)于該風(fēng)車轉(zhuǎn)軸的圓盤部、及一由該圓盤部周緣向下延伸的環(huán)側(cè)部，該磁力產(chǎn)生單元包含一固設(shè)于該風(fēng)車固定軸的金屬板、及偶數(shù)個環(huán)設(shè)于該金屬板的電磁鐵，且每相鄰的該電磁鐵的磁極不同，并使該電磁鐵所產(chǎn)生的渦電流向外作用于該阻尼板的環(huán)側(cè)部。
【文檔編號】F03D9/00GK104343632SQ201410132999
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】徐圣宗, 吳明全, 許茂雄 申請人:新高能源科技股份有限公司