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)制動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)能量回收制動(dòng)系統(tǒng)。
【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(lái)越受到各個(gè)國(guó)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)，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(guò)其額定風(fēng)速時(shí)，通過(guò)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。從而造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)能量的大量浪費(fèi)。
[0004]現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)提出一種實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)電力輸出參數(shù)的判斷模塊，判斷模塊根據(jù)電力輸出參數(shù)的大小觸發(fā)制動(dòng)模塊對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)動(dòng)作以及釋放制動(dòng)動(dòng)作。該現(xiàn)有技術(shù)缺陷的是:進(jìn)行制動(dòng)動(dòng)作時(shí)，使大量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)勢(shì)能轉(zhuǎn)化為制動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)能。從而造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)能量的大量浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]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)。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)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)和空氣儲(chǔ)能模塊的輸出參數(shù)的控制模塊、空氣儲(chǔ)能模塊、變槳距模塊，控制模塊根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出參數(shù)的大小和所述空氣儲(chǔ)能模塊輸出參數(shù)的大小對(duì)空氣儲(chǔ)能模塊、變槳距模塊執(zhí)行控制動(dòng)作；空氣儲(chǔ)能模塊包括空氣凈化過(guò)濾器，空氣壓縮機(jī)，單向閥，空氣壓縮儲(chǔ)存器，壓力傳感器，速度傳感器，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，另一端連接于空氣壓縮機(jī)動(dòng)力輸入軸上，空氣凈化過(guò)濾器出口端連接于空氣壓縮機(jī)低壓空氣入口端，空氣壓縮機(jī)高壓空氣出口端連接單向閥入口端，單向閥出口端連接空氣壓縮儲(chǔ)存器入口端，空氣壓縮儲(chǔ)存器出口端連接所述電磁控制閥入口端，電磁控制閥出口端連接減壓閥入口端，減壓閥出口端連接空氣增速渦輪入口端，空氣增速渦輪軸連接發(fā)電機(jī)輸入軸，壓力傳感器安裝在所述空氣壓縮儲(chǔ)存器上。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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)包括風(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。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:空氣儲(chǔ)能模塊輸出參數(shù)為空氣儲(chǔ)存器壓力。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:控制模塊是單片機(jī)，壓力傳感器、速度傳感器分別接入單片機(jī)的輸入端，電磁離合器和所述電磁控制閥分別接入單片機(jī)的輸出端。速度傳感器實(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，壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣壓縮儲(chǔ)存器的壓力；單片機(jī)控制模塊依據(jù)速度傳感器、壓力傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣儲(chǔ)能模塊、變槳距模塊的工作狀態(tài)。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制模塊包括單片機(jī)、PLC、現(xiàn)場(chǎng)可編程門整列器，壓力傳感器所述速度傳感器分別接入PLC的輸入端，電磁離合器和電磁控制閥分別接入PLC的輸出端。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制包括制動(dòng)儲(chǔ)能動(dòng)作和釋能增速動(dòng)作。
[0014]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:制動(dòng)儲(chǔ)能動(dòng)作是單片機(jī)邏輯判斷控制，其邏輯判斷步驟為:
(1)、設(shè)置電磁離合器的初始狀態(tài)，使電磁離合器斷電；
(2)、判斷速度傳感器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)、如果速度傳感器速度大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則判斷壓力傳感器壓力是否小于空氣壓縮儲(chǔ)存器設(shè)定的上限壓力P2 ;
(5)、如果壓力傳感器壓力大于空氣壓縮儲(chǔ)存器設(shè)定的上限壓力P2。則對(duì)電磁離合器進(jìn)行斷電動(dòng)作，使風(fēng)機(jī)高速軸與空氣壓縮機(jī)動(dòng)力輸入軸斷開(kāi)，停止壓縮空氣動(dòng)作，通過(guò)變槳距對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制；
(6)、如果壓力傳感器壓力是小于空氣壓縮儲(chǔ)存器設(shè)定的上限壓力P2，則對(duì)電磁離合器進(jìn)行通電動(dòng)作，使風(fēng)機(jī)高速軸與空氣壓縮機(jī)動(dòng)力輸入軸連接，進(jìn)行壓縮空氣動(dòng)作，并延時(shí)一段時(shí)間；
(7)、重新判斷速度傳感器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)、如果速度傳感器速度大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則返回到第四步驟。
[0015]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:釋能增速動(dòng)作是單片機(jī)邏輯判斷控制，其中上限壓力P2大于下限壓力P1、上限轉(zhuǎn)速V3大于上限轉(zhuǎn)速V2、上限轉(zhuǎn)速V2大于下限轉(zhuǎn)速VI，其判斷步驟為:
(1)、設(shè)置電磁控制閥的初始狀態(tài)，使電磁控制閥斷電；
(2)、判斷壓力傳感器是否小于空氣壓縮儲(chǔ)存器設(shè)定的下限值P1;
(3)、如果壓力傳感器小于設(shè)定的下限值P1，則返回第一步驟；
(4)、如果壓力傳感器不小于設(shè)定的下限值P1，則對(duì)電磁控制閥進(jìn)行通電動(dòng)作，此時(shí)高壓空氣通過(guò)減壓閥進(jìn)入空氣增速渦輪，渦輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)2在額定的轉(zhuǎn)速下發(fā)電，延時(shí)一段時(shí)間；
(5)、重新判斷壓力傳感器是否大于設(shè)定的下限值P1;
(6)、如果壓力傳感器大于設(shè)定的下限值P1，則返回第四步驟； (7)、如果壓力傳感器不大于設(shè)定的下限值P1，關(guān)閉電磁控制閥，延時(shí)一段時(shí)間，然后返回第二步驟。
[0016]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)行回收利用的系統(tǒng)，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)超過(guò)其額定轉(zhuǎn)速時(shí)能量進(jìn)行儲(chǔ)存，再通過(guò)空氣增速渦輪連接發(fā)電機(jī)發(fā)電。通過(guò)減壓閥的作用，進(jìn)入到增速渦輪的空氣壓力值保持不變，使發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下發(fā)電，發(fā)電機(jī)發(fā)出來(lái)的電直接輸入電網(wǎng)，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。
[0017]【附圖說(shuō)明】:
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中制動(dòng)儲(chǔ)能動(dòng)作的邏輯判斷圖；
圖3是本發(fā)明中釋能增速動(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、4-電磁離合器、5-高速軸、6-發(fā)電機(jī)、7-發(fā)電機(jī)、8-空氣增速渦輪器、9-減壓閥、10-電磁控制閥、11-單向閥、12-空氣壓縮儲(chǔ)存器、13-壓力傳感器、14-空氣壓縮機(jī)、15-空氣凈化過(guò)濾器。
[0018]【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(shuō)明中省略了與本發(fā)明無(wú)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(méi)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。
[0019]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，在原變槳距風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中增加一個(gè)空氣儲(chǔ)能模塊。空氣制動(dòng)儲(chǔ)能模塊含有空氣凈化過(guò)濾器15，空氣壓縮機(jī)14，單向閥11，空氣壓縮儲(chǔ)存器12，壓力傳感器13，速度傳感器3，電磁離合器4。電磁控制閥10，空氣減壓閥9，空氣增速渦輪8，發(fā)電機(jī)7。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，另一端連接于空氣壓縮機(jī)14動(dòng)力輸入軸上。空氣凈化過(guò)濾器15出口端連接于空氣壓縮機(jī)14低壓空氣入口端，空氣壓縮機(jī)14高壓空氣出口端連接單向閥11入口端，單向閥11出口的連接空氣壓縮儲(chǔ)存器12入口端。壓力傳感器13安裝在空氣壓縮儲(chǔ)存器上。空氣壓縮儲(chǔ)存器12出口端連接電磁控制閥10入口端，電磁控制閥10出口端連接減壓閥9入口端，減壓閥9出口端連接空氣增速渦輪8入口端?？諝庠鏊贉u輪8軸連接發(fā)電機(jī)軸上。當(dāng)電磁控制閥11通電時(shí)，大氣中的空氣經(jīng)過(guò)空氣凈化過(guò)濾器15除去空氣中的灰塵，水蒸氣。過(guò)濾后，潔凈的空氣通過(guò)空氣壓縮機(jī)14做功，進(jìn)入到裝有單向閥11的空氣壓縮儲(chǔ)存器12中?？諝鈮嚎s儲(chǔ)存器12中的超高壓氣體通過(guò)電磁控制閥13進(jìn)入到減壓閥9中，超高壓氣體通過(guò)減壓閥9進(jìn)入到空氣增速渦輪器8中，使渦輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)7在額定轉(zhuǎn)速發(fā)電。發(fā)電機(jī)7發(fā)出的高品質(zhì)的電直接接入電網(wǎng)。
[0020]本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)能量進(jìn)行回收利用系統(tǒng)中單片機(jī)控制模塊較佳實(shí)施方式是壓力傳感器、速度傳感器分別接入單片機(jī)的輸入端P0.0 ;P0.1。電磁離合器、電磁控制閥分別接入單片機(jī)的輸出端P1.0 ;P1.1。
[0021]如圖2所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)能量回收利用系統(tǒng)，空氣儲(chǔ)能模塊儲(chǔ)能動(dòng)作邏輯判斷包含以下步驟:
(1)、設(shè)置所述