電磁離合器的初始狀態(tài)，使所述電磁離合器斷電；
(2)、判斷所述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)、如果所述速度傳感器速度小于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則返回步驟(1);
(4)、如果所述速度傳感器速度大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則判斷所述壓力傳感器壓力是否小于空氣壓縮儲存器設(shè)定的上限壓力P2 ;
(5)、如果所述壓力傳感器壓力大于空氣壓縮儲存器設(shè)定的上限壓力P2。則對電磁離合器進行斷電動作，使風(fēng)機高速軸與空氣壓縮機動力輸入軸斷開，停止壓縮空氣動作。通過變槳距對風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速進行控制；
(6)、如果所述壓力傳感器壓力是小于空氣壓縮儲存器設(shè)定的上限壓力P2。則對電磁離合器進行通電動作，使風(fēng)機高速軸與空氣壓縮機動力輸入軸連接，進行壓縮空氣動作。增加風(fēng)機高速軸的載荷，從而風(fēng)機開始減速，并延時一段時間；
(7)、重新判斷所述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)、如果所述速度傳感器速度小于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則對電磁離合器進行斷電動作，并延時一段時間。之后返回步驟(2);
(9)、如果所述速度傳感器速度大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則返回到步驟(4)。
[0022]如圖3所示，所述風(fēng)力發(fā)電機制動能量回收利用系統(tǒng)，空氣儲能模塊釋能動作邏輯判斷包含以下步驟:
(1)、設(shè)置所述電磁控制閥的初始狀態(tài)，使所述電磁控制閥斷電；
(2)、判斷所述壓力傳感器是否小于空氣壓縮儲存器設(shè)定的下限值P1;
(3)、如果所述壓力傳感器小于設(shè)定的下限值P1，則返回步驟(1);
(4)、如果壓力傳感器不小于設(shè)定的下限值P1，則對電磁控制閥進行通電動作。此時高壓空氣通過減壓閥進入空氣增速渦輪，渦輪帶動發(fā)電機2運轉(zhuǎn)，發(fā)電機2在額定的轉(zhuǎn)速下發(fā)電。延時一段時間；
(5)、重新判斷所述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，則返回步驟(4);
(7)、如果所述壓力傳感器不大于設(shè)定的下限值P1，關(guān)閉電磁控制閥，延時一段時間，然后返回步驟(2)。
[0023]在原變槳距風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)上增加一個空氣儲能模塊。通過單片機控制模塊依據(jù)速度傳感器、壓力傳感器檢測數(shù)據(jù)實時控制風(fēng)力發(fā)電機的空氣儲能模塊工作狀態(tài)。當(dāng)風(fēng)速高于風(fēng)力發(fā)電機設(shè)定的上限風(fēng)速時，空氣儲能模塊通過電磁離合器把風(fēng)機制動的機械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能。當(dāng)空氣儲存器的壓力達到一定值時，釋放高壓空氣，帶動渦輪機使小型發(fā)電機發(fā)電。本發(fā)明使風(fēng)力發(fā)電機的制動能量能夠合理有效的利用，大大提高了風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)能利用效率。
[0024]最后應(yīng)說明的是:雖然以上已經(jīng)詳細說明了本發(fā)明及其優(yōu)點，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本發(fā)明的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
【主權(quán)項】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機制動能量回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述的風(fēng)力發(fā)電機制動能量回收利用系統(tǒng)包括實時監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機輸出參數(shù)和空氣儲能模塊的輸出參數(shù)的控制模塊、空氣儲能模塊、變槳距模塊，所述的控制模塊根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機輸出參數(shù)的大小和所述空氣儲能模塊輸出參數(shù)的大小對空氣儲能模塊、變槳距模塊執(zhí)行控制動作；所述空氣儲能模塊包括空氣凈化過濾器，空氣壓縮機，單向閥，空氣壓縮儲存器，壓力傳感器，速度傳感器，電磁離合器，所述電磁離合器一端連接于風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)齒輪箱的高速軸上，另一端連接于所述空氣壓縮機動力輸入軸上，所述空氣凈化過濾器出口端連接于所述空氣壓縮機低壓空氣入口端，所述空氣壓縮機高壓空氣出口端連接所述單向閥入口端，所述單向閥出口端連接所述空氣壓縮儲存器入口端，空氣壓縮儲存器出口端連接所述電磁控制閥入口端，所述電磁控制閥出口端連接所述減壓閥入口端，所述減壓閥出口端連接所述空氣增速渦輪入口端，所述空氣增速渦輪軸連接發(fā)電機輸入軸，所述壓力傳感器安裝在所述空氣壓縮儲存器上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機制動能量回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電機輸出參數(shù)為所述風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)軸轉(zhuǎn)速。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)軸轉(zhuǎn)速，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)軸轉(zhuǎn)速為風(fēng)力發(fā)電機的組傳動系統(tǒng)高速軸轉(zhuǎn)速。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機制動能量回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電機輸出參數(shù)包括所述風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)軸的轉(zhuǎn)速，風(fēng)力發(fā)電機工作電流，風(fēng)力發(fā)電機工作電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機制動能量回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣儲能模塊輸出參數(shù)為空氣儲存器壓力。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機的制動能量回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述控制模塊是單片機，所述壓力傳感器、所述速度傳感器分別接入單片機的輸入端，所述電磁離合器和所述電磁控制閥分別接入單片機的輸出端；速度傳感器實時監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)齒輪箱的高速軸的轉(zhuǎn)速，壓力傳感器實時監(jiān)測空氣壓縮儲存器的壓力；單片機控制模塊依據(jù)速度傳感器、壓力傳感器的檢測數(shù)據(jù)實時控制風(fēng)力發(fā)電機的空氣儲能模塊、變槳距模塊的工作狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機的制動能量回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電機控制模塊包括單片機、PLC、現(xiàn)場可編程門整列器，所述壓力傳感器所述速度傳感器分別接入PLC的輸入端，所述電磁離合器和所述電磁控制閥分別接入PLC的輸出端。8.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)力發(fā)電機的制動能量回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機的實時控制包括制動儲能動作和釋能增速動作。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力發(fā)電機的制動能量回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述制動儲能動作是單片機邏輯判斷控制，其邏輯判斷步驟為: (1)、設(shè)置所述電磁離合器的初始狀態(tài)，使所述電磁離合器斷電； (2)、判斷所述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)、如果所述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)、如果所述速度傳感器速度大于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則判斷所述壓力傳感器壓力是否小于空氣壓縮儲存器設(shè)定的上限壓力P2 ; (5)、如果所述壓力傳感器壓力大于空氣壓縮儲存器設(shè)定的上限壓力P2，則對電磁離合器進行斷電動作，使風(fēng)機高速軸與空氣壓縮機動力輸入軸斷開，停止壓縮空氣動作，通過變槳距對風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速進行控制； (6)、如果所述壓力傳感器壓力是小于空氣壓縮儲存器設(shè)定的上限壓力P2，則對電磁離合器進行通電動作，使風(fēng)機高速軸與空氣壓縮機動力輸入軸連接，進行壓縮空氣動作，并延時一段時間； (7)、重新判斷所述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)、如果所述速度傳感器速度小于高速軸設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速V2，則對電磁離合器進行斷電動作，并延時一段時間，之后返回第二步驟； (9)、如果所述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。10.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)力發(fā)電機的制動能量回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述釋能增速動作是單片機邏輯判斷控制，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)置所述電磁控制閥的初始狀態(tài)，使所述電磁控制閥斷電； (2)、判斷所述壓力傳感器是否小于空氣壓縮儲存器設(shè)定的下限值Pl; (3)、如果所述壓力傳感器小于設(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，則對電磁控制閥進行通電動作，此時高壓空氣通過減壓閥進入空氣增速渦輪，渦輪帶動發(fā)電機2運轉(zhuǎn)，發(fā)電機2在額定的轉(zhuǎn)速下發(fā)電，延時一段時間； (5)、重新判斷所述壓力傳感器是否大于設(shè)定的下限值Pl; (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)、如果所述壓力傳感器不大于設(shè)定的下限值P1，關(guān)閉電磁控制閥，延時一段時間，然后返回第二步驟。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機制動能量回收利用系統(tǒng)，在原變槳距風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)上增加一個飛輪儲能模塊，通過單片機控制模塊依據(jù)速度傳感器檢測數(shù)據(jù)實時控制風(fēng)力發(fā)電機的飛輪儲能模塊工作狀態(tài)；當(dāng)風(fēng)速高于風(fēng)力發(fā)電機設(shè)定的上限風(fēng)速時，飛輪儲能模塊通過電磁離合器把風(fēng)機制動的機械能轉(zhuǎn)化為飛輪旋轉(zhuǎn)的機械能；當(dāng)風(fēng)速低于風(fēng)力發(fā)電機設(shè)定的下限風(fēng)速時，通過電磁離合器把飛輪的機械能轉(zhuǎn)化為風(fēng)機的機械能。本發(fā)明使風(fēng)力發(fā)電機的制動能量能夠合理有效的利用，大大提高了風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)能利用效率。
【IPC分類】F03D17/00, F03D7/04, F03D9/25, F03D9/28, F03D9/17
【公開號】CN105351147
【申請?zhí)枴緾N201510917704
【發(fā)明人】吳國慶, 何大偉, 張旭東, 宋晨光
【申請人】南通大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月14日