風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，屬于發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。所述系統(tǒng)包括空氣壓縮子系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)，其特征在于，空氣壓縮子系統(tǒng)包括圓輪，該圓輪上交替設(shè)置有N極性磁鐵和S極性磁鐵，發(fā)電子系統(tǒng)包括定子圓環(huán)，該圓環(huán)上設(shè)置于圓輪之外周并設(shè)置有多組線圈；風(fēng)車軸固連接于圓輪的中心。本發(fā)明提供的系統(tǒng)在利用風(fēng)能產(chǎn)生電能的同時(shí)，也產(chǎn)生了壓縮空氣，將風(fēng)能以壓縮空氣的形式存儲(chǔ)起來，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較重時(shí)，利用壓縮空氣產(chǎn)生電能以補(bǔ)充電網(wǎng)的不足。
【專利說明】風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，屬于發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的能源轉(zhuǎn)換往往是先將一種能源轉(zhuǎn)換為另一種能源，再將另一種能量轉(zhuǎn)換成其它能量，如風(fēng)力發(fā)電，其通過風(fēng)車帶動(dòng)風(fēng)輪機(jī)，而后用風(fēng)輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。風(fēng)力空氣壓縮，其通常是利用風(fēng)車帶動(dòng)圓輪，用圓輪帶動(dòng)曲桿和連桿，連桿帶動(dòng)活塞，活塞將氣缸內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮而后存儲(chǔ)于儲(chǔ)氣容器，即將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為氣能，而后再利用儲(chǔ)氣容器內(nèi)的壓縮空氣帶動(dòng)氣輪機(jī)，氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電；或者是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，再將電能轉(zhuǎn)換為氣能，現(xiàn)有技術(shù)中的這些能量轉(zhuǎn)換形式都不是同時(shí)進(jìn)行的，這使某些部件的功能沒有得到充分利用，同時(shí)，也造成了能源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)在產(chǎn)生電能的同時(shí)，也將空氣進(jìn)行了壓縮，將風(fēng)能以壓縮空氣的形式存儲(chǔ)起來。
[0004]為實(shí)現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其包括空氣壓縮子系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)，其特征在于，空氣壓縮子系統(tǒng)包括圓輪，磁鐵的N極性和S極性交替設(shè)置在該圓輪上，發(fā)電子系統(tǒng)包括定子圓環(huán)，該圓環(huán)上設(shè)置有多組線圈；風(fēng)車軸固連接于圓輪的中心。
[0005]優(yōu)選地，圓輪上設(shè)置有凸形連接鈕，其連接于氣缸的曲柄，曲柄連接于氣缸的連桿，連桿連接于氣缸的活塞。
[0006]優(yōu)選地，氣缸通過第一換向閥交替與第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器接通。
[0007]優(yōu)選地，第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器通過第二換向閥交替給氣動(dòng)馬達(dá)提供壓縮空氣。
[0008]優(yōu)選地，風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)還包括控制器、整流器和第一逆變器，風(fēng)車帶動(dòng)圓輪旋轉(zhuǎn)，多組線圈輸送的交流電，該交流電經(jīng)整流器整流、濾波變換為直流電壓，該直流電壓提供給逆變器，經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為三相交流電，提供給電網(wǎng)。
[0009]優(yōu)選地，風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)還包括發(fā)電機(jī)和第二逆變器，氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的定子上的線圈輸出交流電，經(jīng)整流、濾波和逆變后提供給電網(wǎng)。
[0010]優(yōu)選地，控制器根據(jù)第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器內(nèi)的壓縮空氣的壓強(qiáng)控制第一換向閥的工作狀態(tài)。
[0011 ] 優(yōu)選地，第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容的排氣口分別設(shè)置有電磁閥，控制器根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷控制兩個(gè)電磁閥的工作狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選地，控制器給第二換向閥提供控制信號(hào)以使第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器交替給氣動(dòng)馬達(dá)提供壓縮空氣。[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的系統(tǒng)在產(chǎn)生電能的同時(shí)，也產(chǎn)生了壓縮空氣，在電網(wǎng)需要電能較多時(shí)，可以利用壓縮空氣產(chǎn)生電能以補(bǔ)充電能的不足。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明提供的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)的總體框圖；
圖2是本發(fā)明提供的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)中的控制器制氣過程的控制流程圖；
圖3是本發(fā)明提供的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)中的控制器發(fā)電過程的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0016]圖1是本發(fā)供明提供的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)的總體框圖；如圖1所示，風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)包括空氣壓縮子系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)，空氣壓縮子系統(tǒng)包括圓輪，磁鐵的N極性和S極性交替設(shè)置在該圓輪上，發(fā)電子系統(tǒng)包括定子圓環(huán)，該圓環(huán)上設(shè)置有多組線圈。
[0017]更具體的,空氣壓縮系統(tǒng)包括圓輪4、氣缸7、活塞8、連桿6、曲桿5、第一儲(chǔ)氣容器、第二儲(chǔ)氣容器和第一換向閥11，其中，圓輪上交替設(shè)置有N極性磁鐵和S極性磁鐵；風(fēng)車軸固連接于圓輪的中心?；钊顒?dòng)設(shè)置于氣缸內(nèi)；連桿的一端與活塞相固連；連桿的另一端與曲桿的第一端相連；風(fēng)車的軸固定于旋轉(zhuǎn)軸3的中心以使風(fēng)車旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓輪也隨之旋轉(zhuǎn)；曲桿的第二端活動(dòng)連接于圓輪偏離圓心的地方，氣缸的底部設(shè)置有進(jìn)氣口和排氣口，進(jìn)氣口處設(shè)置有單向進(jìn)氣閥9，排氣口處設(shè)置有單向排氣閥10 ;氣缸的排氣口經(jīng)單向排氣閥連通于換向閥的進(jìn)氣口中，換向閥的兩個(gè)排氣口分別連接于第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器的進(jìn)氣口中。第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器的分別通過第一電磁閥12和第二電磁閥13向外供氣，其內(nèi)分別設(shè)置有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別連接于控制器，控制器根據(jù)第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的信號(hào)控制第一換向閥的工作狀態(tài)?？刂破鞲鶕?jù)電網(wǎng)的負(fù)荷控制第一電磁閥12和第二電磁閥13的工作狀態(tài)。
[0018]風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)還包括控制器、整流器、第一逆變器和第一電壓采集電路，風(fēng)車帶動(dòng)圓輪旋轉(zhuǎn)，多組線圈輸送的交流電，該交流電經(jīng)由Dl、D2、D3、D4、D5和D6組成的整流器整流、經(jīng)由電感L和電容C組成的低通濾波器濾波變換為直流電壓，該直流電壓提供給第一逆變器，經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為三相交流電，提供給電網(wǎng)。第一電壓采集電路用于采集第一逆變器輸出的電壓的電壓信號(hào)，并提供給控制器；電網(wǎng)上還設(shè)置有電流信號(hào)采集電路。當(dāng)風(fēng)車帶動(dòng)圓輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，曲桿也跟著旋轉(zhuǎn)，曲桿帶動(dòng)連桿向上移動(dòng)，活塞8向氣缸頂部移動(dòng)，進(jìn)氣閥9打開，外界的空氣注入氣缸7，圓輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了 180度時(shí)，活塞8移動(dòng)到最上端，氣缸7注滿了空氣，接著，圓輪帶動(dòng)曲桿繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，曲桿帶動(dòng)連桿向下移動(dòng)，活塞8向氣缸底部移動(dòng)，單向進(jìn)氣閥關(guān)閉，單向排氣閥9打開，氣缸7內(nèi)的空氣壓縮經(jīng)換向閥排放到第一儲(chǔ)氣容器或者第二儲(chǔ)容器內(nèi)；圓輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了 360度時(shí)，活塞8移動(dòng)到氣缸的底端，氣缸8內(nèi)的空氣全部注入到儲(chǔ)氣容器內(nèi)。如此循環(huán)，在將空氣體壓縮到儲(chǔ)氣容器內(nèi)的同時(shí)，圓環(huán)上的線圈產(chǎn)生了交流電。
[0019]風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)還包括氣動(dòng)馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、第二逆變器、第二電壓采集電路和數(shù)控開關(guān)，氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的定子上的線圈輸出交流電，傳送給第二逆變器轉(zhuǎn)換三相交流器，第二電壓采集電路用于采集第二逆變器輸出的電壓的電壓信號(hào)，并提供給控制器?？刂破鹘o第二換向閥提供控制信號(hào)以使第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器交替給氣動(dòng)馬達(dá)提供壓縮空氣?？刂破鞲鶕?jù)第一電壓信號(hào)采集電路采集的電壓信號(hào)、第二電壓信號(hào)采集電路采集的電壓信號(hào)和電流信號(hào)采集電路采集的電流信號(hào)控制第一逆變器、第二逆變器輸出的電壓信號(hào)的振幅和相位，并控制數(shù)控開關(guān)的工作狀態(tài)。
[0020]圖2是本發(fā)明提供的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)中的控制器制氣過程的控制流程圖?？刂破鞯目刂七^程如下:
步驟1:控制器分別給第一電磁閥和第二電磁閥發(fā)送控制信號(hào)，使第一儲(chǔ)氣容器停止向外供氣；
步驟2:檢測(cè)第一壓力傳感器的信號(hào)；
步驟3:判斷，如果第一壓力傳感器的平均壓強(qiáng)小于第一壓強(qiáng)設(shè)定值，則執(zhí)行步驟4，否則執(zhí)行步驟7 ；
步驟4:給第一換向閥提供控制信號(hào)，使空氣壓縮氣缸給第一儲(chǔ)氣容器充氣，并延遲一段時(shí)間T ；
步驟5:檢測(cè)第一壓力傳感器的信號(hào)；
步驟6:判斷，如果第一壓力傳感器的平均壓強(qiáng)仍然小于第一壓強(qiáng)設(shè)定值，則返回步驟4，否則執(zhí)行步驟7;
步驟7:檢測(cè)第二壓力傳感器的信號(hào)；
步驟8:判斷，如果第二壓力傳感器的平均壓強(qiáng)小于第一壓強(qiáng)設(shè)定值，則執(zhí)行步驟9，否則返回到步驟2;
步驟9:給第一換向閥提供控制信號(hào)，使空氣壓縮氣缸給第二儲(chǔ)氣容器充氣，并延遲一段時(shí)間T ；
步驟10:檢測(cè)第二壓力傳感器的信號(hào)；
步驟11:判斷，如果第二壓力傳感器的平均壓強(qiáng)仍然小于第一壓強(qiáng)設(shè)定值，則返回步驟9，否則返回步驟2。
[0021]圖3是本發(fā)明提供的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)中的控制器發(fā)電過程的控制流程圖?？刂破鞯目刂七^程如下:
步驟1:分別給第一電磁閥和第二電磁閥發(fā)送控制信號(hào)，使第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器的停止向外供氣；
步驟2:檢測(cè)電流采樣電路所采樣電網(wǎng)的電流信號(hào)；
步驟3:判斷，如果所采樣的電流信號(hào)的平均電流大于第一電流設(shè)定值，則執(zhí)行步驟4，否則執(zhí)行步驟5 ；
步驟4:延遲一段時(shí)間T ;
步驟5:檢測(cè)電流采樣電路所采樣電網(wǎng)的電流信號(hào)；
步驟6:判斷，如果所采樣的電流信號(hào)的平均電流仍然大于第一電流設(shè)定值，則執(zhí)行步驟7，否則執(zhí)行步驟24;
步驟7:給第一電磁閥和第二電磁閥發(fā)送控制信號(hào)，使第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器的向外供氣；
步驟8:檢測(cè)第一壓力傳感器；
步驟9:判斷，如果第一壓力傳感器的所傳送第一儲(chǔ)氣容器中的壓縮空氣的壓強(qiáng)大于第二壓強(qiáng)設(shè)定值，則給第二換向閥提供控制信號(hào)，使第一儲(chǔ)氣容器通過第二換向閥向氣動(dòng)馬達(dá)供氣，氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，第二逆變器在控制器的控制下將發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電變?yōu)槿嘟涣麟?，而后?zhí)行步驟10 ;如果小于第二壓強(qiáng)設(shè)定值，則執(zhí)行步驟13 ；
步驟10:檢測(cè)第一和第二電壓采樣電路所采樣的三相電壓信號(hào)的相位；
步驟11:判斷，如果第二電壓采樣電路所采樣的三相電壓信號(hào)的相位與第一電壓采樣電路所采樣的三相電壓信號(hào)的相位分別相等，則執(zhí)行步驟12，否則，給第二逆變器發(fā)送控制信號(hào)，調(diào)整第二逆變器輸出的三相電壓的相位，并返回到步驟10 ；
步驟12:使數(shù)控開關(guān)閉合，第二逆變器輸出的三相交流并入電網(wǎng)；
步驟13:延時(shí)，檢測(cè)第一壓力傳感器所檢測(cè)的第一儲(chǔ)氣容器中的空氣的壓強(qiáng)；
步驟14:判斷:如果第一儲(chǔ)氣容器中的空氣的壓強(qiáng)小于第二壓強(qiáng)設(shè)定值，則執(zhí)行步驟15 ;否則返回步驟13 ；
步驟15:使數(shù)控開關(guān)斷開以使第二逆變器與電網(wǎng)斷開，并給第一儲(chǔ)氣容器充氣；
步驟16:檢測(cè)第二壓力傳感器的信號(hào)；
步驟17:判斷，如果第二壓力傳感器的所傳送第二儲(chǔ)氣容器的壓縮空氣的壓強(qiáng)大于第二壓強(qiáng)設(shè)定值，則給第二換向閥提供控制信號(hào)，使第二儲(chǔ)氣容器通過第二換向閥向氣動(dòng)馬達(dá)供氣，氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，第二逆變器在控制器的控制下將所產(chǎn)生的電變?yōu)槿嘟涣麟?，而后?zhí)行步驟18 ;如果小于第二壓強(qiáng)設(shè)定值，則執(zhí)行步驟21 ；
步驟18:檢測(cè)第一和第二電壓采樣電路所采樣的三相電壓信號(hào)的相位；
步驟19:判斷，如果第二電壓采樣電路所采樣的三相電壓信號(hào)的相位與第一電壓采樣電路所采樣的三相電壓信號(hào)的相位分別相等，則執(zhí)行步驟20，否則，給第二逆變器發(fā)送控制信號(hào)，調(diào)整第二逆變器輸出的三相電壓的相位，并返回到步驟18 ；
步驟20:使數(shù)控開關(guān)閉合，第二逆變器輸出的三相電并入電網(wǎng)；
步驟21:延時(shí)，檢測(cè)第二壓力傳感器所檢測(cè)的第二儲(chǔ)氣容器中的空氣的壓強(qiáng)；
步驟22:判斷:如果第二儲(chǔ)氣容器中的空氣的壓強(qiáng)小于第二壓強(qiáng)設(shè)定值，則執(zhí)行步驟23 ;否則返回步驟21 ；
步驟23:使數(shù)控開關(guān)斷開使第二逆變器與電網(wǎng)斷開，給第二儲(chǔ)氣容器充氣；
步驟24:延遲一段時(shí)間T ；
步驟25:檢測(cè)電流采樣電路所采樣的電流信號(hào)；
步驟26:判斷，如果所采樣的電流信號(hào)的平均電流小于第二電流設(shè)定值，則執(zhí)行步驟27，否則返回到步驟24，第二電流設(shè)定值大于第一電流設(shè)定值；
步驟27:給第一電磁閥和第二電磁閥發(fā)送控制信號(hào)，使第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器停止向外供氣，并給第二換向閥提供控制信號(hào)使其停止工作，給數(shù)控開關(guān)發(fā)送控制信號(hào)使其斷開，而后返回到步驟2。
[0022]另外，本發(fā)明提供的利用高功率變壓器和低功率變壓器進(jìn)行供電的電路還包括開關(guān)電路，其輸入220V交流電，并給控制器提供+5V，+12V, +24V的直流電源。
[0023]本發(fā)明提供的系統(tǒng)所產(chǎn)生的交流電壓，可供村、鎮(zhèn)、工廠等用電，可用于加熱取曖、抽水、抽油等。
[0024]以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的工作原理，但是【具體實(shí)施方式】?jī)H是用于示范地說明本發(fā)明。說明書僅是用于解釋權(quán)利要求書。但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于說明書。任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明批露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其包括空氣壓縮子系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)，其特征在于，空氣壓縮子系統(tǒng)包括圓輪，磁鐵的N極性和S極性交替設(shè)置在該圓輪上，發(fā)電子系統(tǒng)包括定子圓環(huán)，該圓環(huán)上設(shè)置于圓輪之外周并設(shè)置有多組線圈；風(fēng)車軸固連接于圓輪的中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，圓輪上設(shè)置有凸形連接鈕，其連接于氣缸的曲柄，曲柄連接于氣缸的連桿，連桿連接于氣缸的活塞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，氣缸通過第一換向閥交替與第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器接通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器通過第二換向閥交替給氣動(dòng)馬達(dá)提供壓縮空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其特生在于，還包括控制器、整流器和第一逆變器，風(fēng)車帶動(dòng)圓輪旋轉(zhuǎn)，多組線圈輸送的交流電，該交流電經(jīng)整流器整流、濾波變換為直流電壓，該直流電壓提供給逆變器，經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為三相交流電，提供給電網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其特生在于，還包括發(fā)電機(jī)和第二逆變器，氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的定子上的線圈輸出交流電，經(jīng)整流、濾波和逆變后提供給電網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，控制器根據(jù)第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器內(nèi)的壓縮空氣的壓強(qiáng)控制第一換向閥的工作狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容的排氣口分別設(shè)置有電磁閥，控制器根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷控制兩個(gè)電磁閥的工作狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)能制氣發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，控制器給第二換向閥提供控制信號(hào)以使第一儲(chǔ)氣容器和第二儲(chǔ)氣容器交替給氣動(dòng)馬達(dá)提供壓縮空氣。
【文檔編號(hào)】F03D9/00GK103758703SQ201410024619
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】劉典軍 申請(qǐng)人:青島格蘭德新能源有限公司