风筝动力系统技术方案

技术编号:11150967 阅读:117 留言:0更新日期:2015-03-15 16:59
风筝动力系统,该风筝动力系统包括具有发电机(30)的地面控制单元,以及通过至少两个主牵引缆索(10,11)连接到所述发电机(30)的风筝。发电机(30)的转子部(31)包括用于所述至少两个主牵引缆索(10,11)中的每个的绞盘滑轮(32,33),并且各个所述绞盘滑轮(32,33)间接地机械连接到发电机(30)。另外的方面涉及一种用于风筝发电系统的风筝,该风筝具有翼形本体(20),在翼形本体(20)的前边缘部分具有一个或多个空气填充孔(23)。翼形本体(20)连接有至少两个主牵引缆索(10,11),在翼形本体(20)的侧部部分,该翼形本体还包括另外的填充孔(21)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种风筝动力系统,该风筝动力系统包括具有发电机的地面控制单元以及通过至少两个主牵引缆索连接到所述发电机的风筝。
技术介绍
从出版物能够得知这种系统,所述出版物如国际专利公布WO2007/122650和WO2007/135701,以及美国专利公布US2002/040948和US2007/0126241。WO2007/122650公开了一种风成系统(Aeolian system),该风成系统使用动力翼轮廓来产生电能。形成为风筝的形式的翼轮廓被控制用来执行预定的飞行轮廓,并且由风产生的力通过两根绳索传递到基础平台。基础平台包括两个分离的绞盘和连接到各个绞盘的发电机,以及用来将绳索整齐地缠绕在绞盘上的引导模块。WO2007/135701公开了一种自动控制系统,该自动控制系统用于风筝的操作以收获风能。使用两个驱动缆索并且控制该缆索缠绕在其上的两个绞盘,以控制风筝的飞行轨迹。控制被实现以优化从风中减去的动能的量。US2002/040948公开了一种轴向模式线性风力涡轮机。多个翼面风筝通过两个控制线和两个支撑线并行连接到枢轴控制外壳。使用这两个控制线,多个翼面风筝被控制以实现预定的轨迹,该预定的轨迹包括发电行程和回卷(rewind)部分。US2007/0126241公开了一种风驱动设备,该风驱动设备用于空中的风力发电系统。第一拖绳卷绕在第一卷轴上,并且第二拖绳卷绕在第二卷轴上。第一卷轴固定地安装到连接于发电机的轴上,并且第二卷轴可旋转地安装到同一轴上。使用连接到第二卷轴的鼓形部分的齿轮和控制马达,可以调节第一和第二卷轴的相互旋转位置。此外,从另外的现有技术出版物也能得知风力发电系统,所述出版物如国际专利公布WO2009/026939和美国专利公布US7287481和US2011/0272527。WO2009/026939公开了一种特别是用于水运工具的气动风力推进装置。引导线连接在气动翼和基础平台上的杆之间,并且在启动和着陆动作期间,所述引导线通过传递张力以引导气动翼。US7287481公开了一种用于风筝(特别是用来驱动水运工具)的放飞和收回装置。在启动和着陆动作期间,多个缩帆索用于减小或增加气动轮廓元件的尺寸,并且用于提供水运工具上的桅杆和气动轮廓元件之间的张力。US2011/0272527公开了一种发电风筝系统。该系统包括另外的缩帆缆索和液压伸缩杆,该液压伸缩杆帮助放飞和收回风筝。偏航系统用于以适当的角度转动风筝系统以增加能量产生。
技术实现思路
本专利技术寻求提供风筝动力系统的进一步改进,该进一步改进寻求整个系统或其部分的较好效率和可靠性。根据本专利技术的一方面,提供一种风筝动力系统,该风筝动力系统包括具有发电机的地面控制单元,以及通过至少两个主牵引缆索连接到发电机的风筝,其中,所述发电机的转子部包括用于所述至少两个主牵引缆索中的每个的绞盘滑轮,并且其中,各个所述绞盘滑轮间接地机械连接到所述发电机。这为风筝动力系统提供了更好且更可靠的控制,特别是对于控制风筝的飞行轨迹。在另外实施例中,各个绞盘滑轮可旋转地连接到转子部,并且通过差动装置相互连接,该差动装置具有壳体和输出轴,该壳体连接到转子部,并且输出轴连接到相应的绞盘滑轮。差动装置将自动地保证连接到绞盘滑轮的主牵引缆索的适当的相对改变,以能够对风筝飞行轨迹的高效且可靠的控制。在示例性实施例中,所述绞盘滑轮相对于所述转子部的相对旋转位置能够通过具有液压或电致动器的设定单元而设定,所述液压或电致动器布置在所述转子部和连接到所述绞盘滑轮的所述输出轴中的一个之间,或者布置在所述转子部和所述差动装置中的多个行星轮中的一个之间。替代地,所述绞盘滑轮相对于所述转子部的相对旋转位置能够通过使用具有液压或电致动器的制动单元对所述绞盘滑轮中的一个或连接到该绞盘滑轮中的一个上的驱动轴的制动作用而设定。在第二方面中,本专利技术涉及一种如上定义的风筝动力系统,其中,所述发电机的转子部包括分别用于所述至少两个主牵引缆索的绞盘滑轮,并且其中,所述绞盘滑轮布置为同轴并设置用于调节所述两个绞盘滑轮的相对旋转位置的设定单元。因此,可以使用设定单元控制绞盘滑轮,以便在能量收获阶段期间和在回卷阶段期间控制风筝的飞行轨迹。连接到发电机的风筝可以是如这里公开的实施例的一个中所描述的风筝。在一种实施例中,该发电机是直驱式发电机。转子部可以设置有与定子部协作的磁体。这种直驱式发电机去除了在其它风筝发电系统中见到的大量部件,增加了可靠性,且减少了诸如噪音产生的缺点。其中,绞盘滑轮中的一个固定地连接到转子部,并且另外的所述绞盘滑轮可旋转地连接到转子部(在另外实施例中,例如,使用轴承装置)。此外,该设定单元可以在第一条件(可操作的,能量收获)期间在相对旋转位置的第一范围内可操作,并且在第二条件(回卷阶段,主牵引缆索的卷入)期间在相对旋转位置的第二范围内可操作。与第一范围相比,第二范围对应于两个主牵引缆索间的较大可能长度差。该设定单元可以包括液压或电致动器。在另外的实施例中,所述设定单元包括液压或电致动器,并且布置为在所述第一条件下控制所述风筝的飞行轨迹,并在所述第二条件下回卷所述至少两个主牵引缆索。在替代实施例中,两个绞盘滑轮都可旋转地连接到转子部。此外,两个绞盘滑轮通过机械的、液压的或电的差动装置而互连。机械差动单元包括:壳体,该壳体连接到转子部;两个太阳齿轮,该两个太阳齿轮通过行星齿轮而在内部啮合,并且通过驱动轴而在外部连接到相应的绞盘滑轮,并且,所述接卸差动单元布置为反向旋转,并且通过设定单元设定两个绞盘滑轮的与转子部相比的相对旋转位置。在另外实施例中,设定单元包括液压或电致动器,该液压或电致动器可以设定转子部的与驱动轴中的一个相比或与行星齿轮中的一个相比的相对位置。这一解决方案中的设定单元仅需要克服主牵引缆索之间的力差,而不是如较早提及的实施例所需的克服全部牵引力,因此减小了动力消耗、成本和部件尺寸。在另外的实施例中,用于机械差动装置的替代解决方案是可能的,例如,使用带、链或缆索取代齿轮。在另外实施例中,差动功能也可以由液压的“泵到马达”或电的“马达到发电机”解决方案提供。在另外实施例中,通过在绞盘滑轮中的一个和地面之间施加制动力,用于设定单元的替代解决方案是可能的。当这个制动力被设置在足以克服主牵引缆索之间的力差时,可以用于设定两个绞盘滑轮的与转子部相比的相本文档来自技高网
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【技术保护点】
风筝动力系统,包括:具有发电机(30)的地面控制单元、以及通过至少两个主牵引缆索(10,11)连接到所述发电机(30)的风筝,其中,所述发电机(30)的转子部(31)包括用于所述至少两个主牵引缆索(10,11)中的每个的绞盘滑轮(32,33),并且其中,各个所述绞盘滑轮(32,33)间接地机械连接到所述发电机(30)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.27 NL 2008549;2012.03.27 NL 2008547;2012.01.风筝动力系统,包括:
具有发电机(30)的地面控制单元、以及通过至少两个主牵引缆索(10,11)
连接到所述发电机(30)的风筝,
其中,所述发电机(30)的转子部(31)包括用于所述至少两个主牵引
缆索(10,11)中的每个的绞盘滑轮(32,33),并且
其中,各个所述绞盘滑轮(32,33)间接地机械连接到所述发电机(30)。
2.根据权利要求1所述的风筝动力系统,
其中,各个所述绞盘滑轮(32,33)可旋转地连接到所述转子部(31),
并且通过差动装置(50)相互连接,所述差动装置(50)具有壳体(51)和
输出轴(52,53),所述壳体(51)连接到所述转子部(31),并且所述输出轴
(52,53)连接到相应的所述绞盘滑轮(32,33)。
3.根据权利要求2所述的风筝动力系统,
其中,所述绞盘滑轮(32,33)相对于所述转子部(31)的相对旋转位置
能够通过具有液压或电致动器的设定单元而设定,所述液压或电致动器布置
在所述转子部(31)和连接到所述绞盘滑轮(31,32)的所述输出轴中的一个
之间,或者布置在所述转子部(31)和所述差动装置中的多个行星轮中的一
个之间。
4.根据权利要求2所述的风筝动力系统,
其中,所述绞盘滑轮(32,33)相对于所述转子部(31)的相对旋转位置
能够通过使用具有液压或电致动器的制动单元对所述绞盘滑轮(32,33)中的
一个或连接到所述绞盘滑轮(32,33)中的一个上的驱动轴的制动作用而设定。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述的风筝动力系统,其中,所述绞盘
滑轮(32,33)布置为同轴并设置有用于调节所述两个绞盘滑轮(32,33)的
相对旋转位置的设定单元(35-38)。
6.根据权利要求1-5中任何一项所述的风筝动力系统,其中,所述发电
机(30)是直驱式发电机。
7.根据权利要求1-6中任何一项所述的风筝动力系统,其中,所述绞盘
滑轮(32)中的一个固定地连接到所述转子部(31),并且另外的所述绞盘
滑轮(33)可旋转地连接到所述转子部(31)。
8.根据权利要求5所述的风筝动力系统,其中,所述设定单元(35-38)
在第一条件期间在相对旋转位置的第一范围内能够操作,且在第二条件期间
在相对旋转位置的第二范围内能够操作。
9.根据权利要求8所述的风筝动力系统,其中,所述设定单元包括液压
或电致动器(38),并且布置为在所述第一条件下控制所述风筝(20)的飞
行轨迹,并在所述第二条件下回卷所述至少两个主牵引缆索(10,11)。
10.根据权利要求1-9中任何一项所述的风筝动力系统,其中,所述发
电机(30)包括转子部(31)和定子部(31a),其中所述转子部(31)和/
或定子部(31a)包括层合部件,所述层合部件形成转矩传递壳体和活性材
料。
11.根据权利要求10所述的风筝动力系统,其中,所述层合部件设置有
冷却鳍片。
12.根据权利要求1-11中任何一项所述的风筝动力系统,还包括风筝,
所述风筝包括翼形本体(20),在所述翼形本体(20)的前边缘部分具有一
个或多个空气填充孔(23),
以及连接到所述翼形本体(20)的至少两个主牵引缆索(10,11),
在所述翼形本体(20)的侧部部分还包括另外的填充孔(21)。
13.根据权利要求12所述的风筝动力系统,其中,所述一个或多个空气
填充孔(23)和所述另外的填充孔(21)设置有单向阀(24,22)。
14.根据权利要求12或13所述的风筝动力系统,其中,所述风筝还包
括约束系统(25,26,27),所述约束系统将所述翼形本体(20)上的多个点连
接到所述至少两个牵引缆索(10,11),其中,所述约束系统在第一条件下使
所述翼形本体(20)具有翼面形状,并且在第二条件下形成具有低阻力轮廓
的空气填充的翼形本体。
15.根据权利要求14所述的风筝动力系统,其中,所述约束系统包括第
一部分和第二部分,
所述第一部分连接到所述翼形本体(20)的一半并且包括第一缆索引导
件(25a),并且,所述第二部分连接到所述翼形本体(20)的另一半并且包
括第二缆索引导件(25b),
所述第一和第二缆索引导件(25a,25b)引导第一缆索(26),该第一缆
索(26)的两个端部连接到所述翼形本体,并且所述缆索引导件(25a)通
过第二缆索(27)连接到所述翼形本体(20)上的点。
16.根据权利要求14或15所述的风筝动力系统,其中,所述低阻力轮

\t廓为所述翼形本体(20)的弯曲形态。
17.根据权利要求12-16中任何一项所述的风筝动力系统,其中,所述
风筝还包括牵引缆索引导件(29),所述牵引缆索引导件(29)保持所述至
少两个主牵引缆索(10,11)彼此相距固定的距离。
18.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:C·L·斯门恩克A·范登布林克
申请(专利权)人:电子风筝控股公司
类型:发明
国别省市:荷兰;NL

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