一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)能量回收利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)能量回收利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為可再生清潔能源，其蘊(yùn)含量巨大;是替代化石燃料最主要的能源之一。風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)越來越受到各個(gè)國家的大力發(fā)展。
[0003]自然界的風(fēng)速變化波動(dòng)很大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)負(fù)載發(fā)電對(duì)風(fēng)速有一定的要求，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的輸出功率是關(guān)于風(fēng)速的三次方的函數(shù)，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)負(fù)載發(fā)電對(duì)風(fēng)速有一定的要求，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)速超過其額定風(fēng)速時(shí)，通過變槳距系統(tǒng)使風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率大大降低，造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)能量的大量浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服以上的不足，提供一種能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)能量回收利用的系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)能量回收利用系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出參數(shù)和飛輪儲(chǔ)能模塊的輸出參數(shù)的控制模塊、飛輪儲(chǔ)能模塊、變槳距模塊，控制模塊根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出參數(shù)的大小和飛輪儲(chǔ)能模塊輸出參數(shù)的大小對(duì)飛輪儲(chǔ)能模塊、變槳距模塊執(zhí)行控制動(dòng)作，飛輪儲(chǔ)能模塊包括飛輪、速度傳感器1、電磁離合器，電磁離合器一端連接于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱的高速軸上，另一端連接于飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，速度傳感器Π安裝在飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出參數(shù)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)軸轉(zhuǎn)速。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)軸轉(zhuǎn)速為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組傳動(dòng)系統(tǒng)高速軸轉(zhuǎn)速。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出參數(shù)包括所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)軸的轉(zhuǎn)速、風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作電流、風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作電壓。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:飛輪儲(chǔ)能模塊輸出參數(shù)為飛輪的轉(zhuǎn)速。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制模塊是單片機(jī)，速度傳感器1、速度傳感器π分別接入單片機(jī)的輸入端，電磁離合器接入單片機(jī)的輸出端；飛輪儲(chǔ)能模塊通過電磁離合器連接于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱的高速軸上;速度傳感器I實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱的高速軸的轉(zhuǎn)速;速度傳感器π實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛輪的轉(zhuǎn)速;單片機(jī)控制模塊依據(jù)速度傳感器1、速度傳感器Π檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的飛輪儲(chǔ)能模塊、變槳距模塊的工作狀態(tài)。
[0011 ]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:單片機(jī)實(shí)時(shí)控制飛輪是否連接于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱的高速軸上，分為飛輪儲(chǔ)能動(dòng)作和飛輪釋能動(dòng)作。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:飛輪儲(chǔ)能動(dòng)作是單片機(jī)邏輯判斷控制，其判斷步驟為:
(1)、設(shè)置電磁離合器的初始狀態(tài)，使電磁離合器斷電，此時(shí)飛輪不連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱的高速軸上；
(2)、判斷速度傳感器I速度是否大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2;
(3)、如果速度傳感器I速度小于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則返回第一步驟；
(4)、如果速度傳感器I速度大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則判斷速度傳感器Π值是否小于飛輪設(shè)定的上限速度值P2;
(5)、如果速度傳感器Π值不小于飛輪設(shè)定的上限速度值P2，則對(duì)電磁離合器進(jìn)行斷電動(dòng)作，使風(fēng)機(jī)高速軸與飛輪軸斷開，通過變槳距對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制；
(6)、如果速度傳感器Π值小于飛輪設(shè)定的上限速度值P2，則對(duì)電磁離合器進(jìn)行通電動(dòng)作，使風(fēng)機(jī)高速軸與飛輪軸連接，增加風(fēng)機(jī)高速軸的載荷，從而風(fēng)機(jī)開始減速，并延時(shí)一段時(shí)間；
(7)、重新判斷所述速度傳感器I速度是否大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2;
(8)、如果速度傳感器I速度小于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則對(duì)電磁離合器進(jìn)行斷電動(dòng)作，并延時(shí)一段時(shí)間，之后返回第二步驟；
(9)、如果速度傳感器I速度大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V3，則返回到第四步驟。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:飛輪釋能動(dòng)作是單片機(jī)邏輯判斷控制，其中上限速度值P2大于下限速度值Pl、上限轉(zhuǎn)速V2大于上限轉(zhuǎn)速Vl;其判斷步驟為:
(I )、設(shè)置電磁離合器的初始狀態(tài)，使電磁離合器斷電；
(2)、判斷速度傳感器速度I是否小于高速軸設(shè)定的下限轉(zhuǎn)速VI;
(3)、速度傳感器速度I大于高速軸設(shè)定的下限轉(zhuǎn)速VI，則返回第一步驟；
(4)、速度傳感器I速度小于高速軸設(shè)定的下限轉(zhuǎn)速VI，則判斷速度傳感器Π值是否大于飛輪儲(chǔ)存器設(shè)定的下限速度值Pl;
(5)、速度傳感器Π值小于飛輪儲(chǔ)存器設(shè)定的下限速度值Pl，則對(duì)電磁離合器進(jìn)行斷電動(dòng)作，使風(fēng)機(jī)高速軸與飛輪軸斷開連接；
(6)、速度傳感器Π值大于飛輪儲(chǔ)存器設(shè)定的下限速度值Pl，則對(duì)電磁離合器進(jìn)行通電動(dòng)作，使風(fēng)機(jī)高速軸與飛輪軸連接;飛輪帶動(dòng)風(fēng)機(jī)高速軸，增加風(fēng)機(jī)高速軸的轉(zhuǎn)速，延時(shí)一段時(shí)間；
(7)、重新判斷速度傳感器Π是否大于設(shè)定的下限值Pl;
(8)、速度傳感器Π大于飛輪儲(chǔ)存器設(shè)定的下限速度值P1，則返回第六步驟；
(9)、速度傳感器Π不大于飛輪儲(chǔ)存器設(shè)定的下限速度值Pl，關(guān)閉電磁控制閥，延時(shí)一段時(shí)間，然后返回第二步驟。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供一種能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)能量進(jìn)行回收利用的方法，本風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)速度進(jìn)行控制，并且把風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)速度過快時(shí)能量進(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)速度過慢時(shí)儲(chǔ)存的能量進(jìn)行釋放，以增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)速度。本發(fā)明使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制動(dòng)能量能夠合理有效的利用。
[0015]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中飛輪儲(chǔ)能動(dòng)作的邏輯判斷圖；
圖3是本發(fā)明中飛輪釋能動(dòng)作的邏輯判斷圖；
圖中標(biāo)號(hào):1-風(fēng)機(jī)葉片、2-齒輪箱、3-速度傳感器1、4-電磁離合器、5-高速軸、6-發(fā)電機(jī)、7-制動(dòng)盤、8-制動(dòng)鉗體、9-飛輪軸、I O-速度傳感器Π。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中示出的元素和特征相結(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]如圖1示出了本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)能量回收利用系統(tǒng)的一種實(shí)施方式，本發(fā)明提供一種能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)效率最大化的方法，在原有的變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中增加單片機(jī)控制模塊，飛輪儲(chǔ)能模塊。當(dāng)風(fēng)速超過其額定風(fēng)速的110%時(shí)，使飛輪通過電磁離合器連接到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)軸速度下降。當(dāng)風(fēng)速低于其額定風(fēng)速的60%時(shí)，使飛輪通過電磁離合器連接到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)軸速度增大。本發(fā)明使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的速度控制的能量合理有效的利用，大大提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用效率。
[0018]飛輪儲(chǔ)能模塊含有速度傳感器Π10、電磁離合器4、飛輪。電磁離合器4 一端連接于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱的高速軸上，另一端連接于飛輪9上，速度傳感器Π 10安裝在飛輪軸9上。飛輪的支撐軸承選用磁懸浮軸承，可以最大限度的減少飛輪儲(chǔ)能的消耗。
[0019]單片機(jī)控制模塊是51系列單片機(jī)。速度傳感器13、速度傳感器Π10分別接入單片機(jī)的輸入端P0.0;P0.1。電磁離合器4接入單片機(jī)的輸出端Pl.0。
[0020]如圖2所示，當(dāng)風(fēng)速超過其額定風(fēng)速的110%時(shí)，飛輪儲(chǔ)能模塊動(dòng)作邏輯判斷包含以下步驟:
(1)設(shè)置電磁離合器的初始狀態(tài)，使所述電磁離合器斷電。此時(shí)飛輪不連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱的高速軸上；
(2)判斷速度傳感器I速度是否大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2;
(3)如果速度傳感器I速度小于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則返回步驟(I);
(4)如果速度傳感器I速度大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則判斷速度傳感器Π值是否小于飛輪設(shè)定的上限速度值P2;
(5)如果速度傳感器Π值不小于飛輪設(shè)定的上限速度值P2。則對(duì)電磁離合器進(jìn)行斷電動(dòng)作，使風(fēng)機(jī)高速軸與飛輪軸斷開。通過變槳距