一种自调节式小型风力发电机
阅读说明：本技术 一种自调节式小型风力发电机 (Self-adjusting small wind driven generator ) 是由 陈文增 于 2021-01-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自调节式小型风力发电机,包括空心的外壳,所述外壳通过轴承贯穿转动连接有主轴,所述外壳侧壁开设有若干换气孔,所述主轴位于外壳内的一端连接有发电机,所述主轴位于外壳外部的一端过盈配合有扇叶,所述主轴内镶嵌有两个永磁体,所述外壳内开设有两个安装腔,所述安装腔内设置有发电减速装置,所述外壳内设置有两组主动散热装置。优点在于：本发明中的风力发电机可以在转速过快时,相应的增大主轴转动时的阻力,降低转速,且在调节后仍过快时,可以主动进行摩擦减速,有效控制主轴转速,保护发电机,且同时可以提高外壳内的换气速率,达到更好的散热效果,给予发电机更好的工作环境。(The invention discloses a self-adjusting small wind driven generator which comprises a hollow shell, wherein the shell is connected with a main shaft in a penetrating and rotating mode through a bearing, the side wall of the shell is provided with a plurality of ventilation holes, one end, located in the shell, of the main shaft is connected with a generator, one end, located outside the shell, of the main shaft is in interference fit with fan blades, two permanent magnets are embedded in the main shaft, two installation cavities are formed in the shell, a power generation speed reduction device is arranged in each installation cavity, and two groups of active heat dissipation devices are arranged in the shell. Has the advantages that: the wind driven generator can correspondingly increase the resistance of the main shaft in rotation when the rotating speed is too high, reduce the rotating speed, and actively carry out friction speed reduction when the rotating speed is still too high after adjustment, thereby effectively controlling the rotating speed of the main shaft, protecting the generator, improving the ventilation rate in the shell, achieving better heat dissipation effect and providing better working environment for the generator.)
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种自调节式小型风力发电机。
背景技术
随着科技与社会的不断发展，越来越多的电器与工具出现在我们的生活中，同时生产活动也在逐渐增加，使得能源消耗急剧增大，地球也在逐渐面临着能源危机，地球中煤炭、石油等不可再生能源总是有限的，为了面对能源危机，人们也在逐渐使用自然界中的可再生能源，如风能、地热能、潮汐能、太阳能等，其中，风能的利用需要风力发电机来完成。
现有技术中，现有的风力发电机无法进行转速自调节，当风力过大时，转速随着增大，长时间处于高转速，会使得发电机长时间处于高负荷状态，使得发电机寿命缩减，甚至直接损坏，造成经济损失，且现有的风力发电机的散热效果较差，高温亦会使得发电机寿命缩减，为此，我们提出了一种自调节式小型风力发电机。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中转速无法自调节、散热效果较差的问题，而提出的一种自调节式小型风力发电机。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种自调节式小型风力发电机，包括空心的外壳，所述外壳通过轴承贯穿转动连接有主轴，所述外壳侧壁开设有若干换气孔，所述主轴位于外壳内的一端连接有发电机，所述主轴位于外壳外部的一端过盈配合有扇叶，所述主轴内镶嵌有两个永磁体，所述外壳内开设有两个安装腔，所述安装腔内设置有发电减速装置，所述外壳内设置有两组主动散热装置。
在上述的自调节式小型风力发电机中，所述发电减速装置包括滑动套接在安装腔内的磁柱，所述磁柱与对应的安装腔内壁之间固定连接有连接弹簧，所述安装腔内侧壁设置有螺线圈，所述外壳内设置有两组主动减速装置。
在上述的自调节式小型风力发电机中，所述主动减速装置包括设置在外壳内的减速电磁铁和二极管，所述减速电磁铁、二极管、螺线圈通过导线串联，所述外壳内开设有减速槽，所述减速槽内滑动套接有减速盘，所述减速盘与减速槽内壁之间固定连接有若干复位弹簧，所述减速盘上表面胶合有两个磁性块。
在上述的自调节式小型风力发电机中，所述主动散热装置包括开设在外壳内的换气腔、进气孔、第一排气孔，所述进气孔连通换气腔与外界，所述第一排气孔连通所述换气腔与外壳内部，所述换气腔内侧壁胶合有换气电磁铁，所述换气电磁铁与螺线圈通过导线串联，所述换气腔内密封滑动套接有磁性板。
在上述的自调节式小型风力发电机中，所述外壳内开设有两个第二排气孔、散热孔，所述散热孔连通对应的所述减速槽和外界，所述第二排气孔连通对应的所述换气腔和减速槽。
在上述的自调节式小型风力发电机中，所述减速盘开设有若干通气孔，所述进气孔、第一排气孔、第二排气孔内均设置有单向阀。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、风力使得扇叶转动，扇叶带动主轴转动，并通过发电机发电，主轴转动过程中，会使得永磁体随之转动，转动至永磁体与磁柱正对过程中，磁柱会在磁斥力作用下滑入螺线圈，螺线圈内产生感应磁场阻止其进入螺线圈，该阻力反作用于永磁体，即使得主轴转动受到一定阻力，当主轴转速越快，其所受反作用力越大，在轻微超速转动时，产生阻力使得主轴转速下降；
2、主轴转动过程中，若螺线圈产生的感应磁场对主轴转动阻力不足以使其转速处于正常值时，主轴仍处于高速转动时，此时磁柱滑入螺线圈的速度较快，使得减速电磁铁产生足够的磁斥力使得减速盘与主轴接触，通过摩擦力使得主轴转速下降，有效的调控主轴的转速，避免长时间处于高转速，导致发电机寿命缩减甚至损坏，避免了经济损失；
3、主轴转动过程中，随着磁柱的不断滑入与滑出落线圈，会使得螺线圈内产生交变电流，从而使得换气电磁铁产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场使得磁性板往复运动，通过进气孔将外界空气抽入换气腔内，并通过第一排气孔排入外壳内，使得外壳内原有的空气排出外壳，增加了外壳内的空气流动速率，具有更好的散热效果，且转速越快时，其交变周期越短，即换气速率越快；
4、换气的同时，将一部分空气通过第二排气孔泵入减速槽内，同时减速盘开设通气孔，使得摩擦产生的热量通过通气孔排向减速槽，并随泵入的空气一同排向外界，有效的避免了摩擦产生的热量使得主轴损坏，减速的同时更好的保护了主轴。
附图说明
图1为本发明提出的一种自调节式小型风力发电机的结构示意图；
图2为图1中的A处放大图；
图3为图1中的B处放大图；
图4为图1中的C-C处剖面图；
图5为本发明提出的一种自调节式小型风力发电机的电路连接示意图。
图中：1外壳、2主轴、3发电机、4扇叶、5永磁体、6安装腔、7磁柱、8连接弹簧、9螺线圈、10二极管、11减速槽、12减速电磁铁、13减速盘、14复位弹簧、15磁性块、16通气孔、17换气腔、18换气电磁铁、19磁性板、20进气孔、21第一排气孔、22换气孔、23第二排气孔、24散热孔。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-5，一种自调节式小型风力发电机，包括空心的外壳1，外壳1通过轴承贯穿转动连接有主轴2，外壳1侧壁开设有若干换气孔22，主轴2位于外壳1内的一端连接有发电机3，主轴2位于外壳1外部的一端过盈配合有扇叶4，主轴2内镶嵌有两个永磁体5，两个永磁体5对称设置，外壳1内开设有两个安装腔6，安装腔6内设置有发电减速装置，外壳1内设置有两组主动散热装置，两组主动散热装置对称设置，使得主轴2转动过程中，两个永磁体5所受的磁斥力竖直方向上的分力大小相等且方向相反，使得主轴2在受到阻力的同时可以保证平稳转动。
发电减速装置包括滑动套接在安装腔6内的磁柱7，磁柱7与对应的安装腔6内壁之间固定连接有连接弹簧8，安装腔6内侧壁设置有螺线圈9，外壳1内设置有两组主动减速装置。
主动减速装置包括设置在外壳1内的减速电磁铁12和二极管10，减速电磁铁12、二极管10、螺线圈9通过导线串联，外壳1内开设有减速槽11，减速槽11内滑动套接有减速盘13，减速盘13与减速槽11内壁之间固定连接有若干复位弹簧14，减速盘13上表面胶合有两个磁性块15，二极管10使得螺线圈9内产生的交变感应电流只能单向通过减速电磁铁12，使得减速电磁铁12只产生一个方向的磁性，保证减速盘13可以始终受到的是磁斥力。
主动散热装置包括开设在外壳1内的换气腔17、进气孔20、第一排气孔21，进气孔20连通换气腔17与外界，第一排气孔21连通换气腔17与外壳1内部，换气腔17内侧壁胶合有换气电磁铁18，换气电磁铁18与螺线圈9通过导线串联，如图5所示，减速电磁铁12、二极管10、螺线圈9通过导线串联，换气电磁铁18与减速电磁铁12、二极管10通过导线并联，螺线圈9内产生的交变电流使得磁性板19往复运动，不断的将外界空气泵入外壳1内，提高外壳1内的换气效率，达到更好的散热效果，换气腔17内密封滑动套接有磁性板19。
外壳1内开设有两个第二排气孔23、散热孔24，散热孔24连通对应的减速槽11和外界，第二排气孔23连通对应的换气腔17和减速槽11，换气的同时，将一部分空气通过第二排气孔23泵入减速槽11内，同时减速盘13开设通气孔16，使得摩擦产生的热量通过通气孔16排向减速槽11，并随泵入的空气一同排向外界，有效的避免了摩擦产生的热量使得主轴2损坏，减速的同时更好的保护了主轴2。
减速盘13开设有若干通气孔16，进气孔20、第一排气孔21、第二排气孔23内均设置有单向阀，进气孔20内的单向阀仅允许空气从外界进入换气腔17内，第一排气孔21内的单向阀仅允许空气从换气腔17内进入外壳1内，第二排气孔23内的单向阀仅允许空气从换气腔17内进入减速槽11内。
本发明中，风力使得扇叶4转动，扇叶4带动主轴2转动，并通过发电机3发电，主轴2转动过程中，会使得永磁体5随之转动，在永磁体5转动至与磁柱2正对过程中，磁柱2会在永磁体5的磁斥力作用下滑入螺线圈9，螺线圈9内产生感应磁场阻止其进入螺线圈9，该阻力通过磁柱2对永磁体5的磁斥力反作用于永磁体5，该阻力的水平方向的分力会使得主轴2转动受到一定阻力，即使得主轴2转动受到一定阻力，当主轴2转速越快，磁柱2滑入螺线圈9内的速度越快，产生的感应磁场的强度越大，即永磁体5所受反作用力越大，在轻微超速转动时，产生阻力使得主轴转速下降；
主轴2转动过程中，在磁柱2与连接弹簧8的配合下，磁柱2不断的滑入与滑出螺线圈9，使得螺线圈9内产生交变的感应电流，交变感应电流供给至换气电磁铁18上，使得换气电磁铁18产生周期性交替变化的磁场，使得磁性板19在交变磁场作用下往复运动，当磁性板19向换气电磁铁18运动时，通过进气孔20将外界的空气吸入换气腔17内，当磁性板19向远离换气电磁铁18方向运动时，将吸入的空气通过第一排气孔17压入外壳1内，使得外壳1内原有的空气通过换气孔22排向外界，提高了外壳1内的空气流动速率，达到更好的散热效果；
若螺线圈9产生的感应磁场对主轴2转动阻力不足以使其转速处于正常值时，主轴2仍处于高速转动时，此时磁柱2滑入螺线圈9的速度较快，使得减速电磁铁12产生足够的磁斥力，减速电磁铁12对磁性块15的磁斥力作用于减速盘13上，使得减速盘13克服复位弹簧14的弹力向下滑动，从而使得减速盘13与主轴2接触，通过摩擦力使得主轴2转速下降，同时磁性块15向下滑动不再封堵第二排气孔23与散热孔24，此时随着磁性板19的往复运动，会将一部分吸入的空气通过第二排气孔23泵入减速槽11内，此时减速盘13与主轴2摩擦产生的热量通过通气孔16排向减速槽11内，并通过泵入减速11的空气将热量带走通过散热孔24排向外界，避免了减速盘13与主轴2摩擦处热量的堆积，保护主轴2，同时有效的调控主轴2的转速，避免长时间处于高转速，导致发电机3寿命缩减甚至损坏，避免了经济损失。
尽管本文较多地使用了外壳1、主轴2、发电机3、扇叶4、永磁体5、安装腔6、磁柱7、连接弹簧8、螺线圈9、二极管10、减速槽11、减速电磁铁12、减速盘13、复位弹簧14、磁性块15、通气孔16、换气腔17、换气电磁铁18、磁性板19、进气孔20、第一排气孔21、换气孔22、第二排气孔23、散热孔24等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
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