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专利号: 201510917704X
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述的风力发电机制动能量回收利用系统包括实时监控风力发电机输出参数和空气储能模块的输出参数的控制模块、空气储能模块、变桨距模块,所述的控制模块根据所述风力发电机输出参数的大小和所述空气储能模块输出参数的大小对空气储能模块、变桨距模块执行控制动作;所述空气储能模块包括空气净化过滤器,空气压缩机,单向阀,空气压缩储存器,压力传感器,速度传感器,电磁离合器,所述电磁离合器一端连接于风力发电机组传动系统齿轮箱的高速轴上,另一端连接于所述空气压缩机动力输入轴上,所述空气净化过滤器出口端连接于所述空气压缩机低压空气入口端,所述空气压缩机高压空气出口端连接所述单向阀入口端,所述单向阀出口端连接所述空气压缩储存器入口端,空气压缩储存器出口端连接电磁控制阀入口端,所述电磁控制阀出口端连接减压阀入口端,所述减压阀出口端连接空气增速涡轮入口端,所述空气增速涡轮轴连接涡轮发电机输入轴,所述压力传感器安装在所述空气压缩储存器上。

2.根据权利要求1所述的风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述风力发电机输出参数为所述风力发电机组传动系统轴转速。

3.根据权利要求2所述的风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述风力发电机组传动系统轴转速为风力发电机组传动系统高速轴转速。

4.根据权利要求1所述的风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述风力发电机输出参数包括所述风力发电机组传动系统轴转速,风力发电机工作电流,风力发电机工作电压。

5.根据权利要求1所述的风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述空气储能模块输出参数为空气压缩储存器压力。

6.根据权利要求1所述的风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述控制模块是单片机,所述压力传感器、所述速度传感器分别接入单片机的输入端,所述电磁离合器和所述电磁控制阀分别接入单片机的输出端;速度传感器实时监控风力发电机组传动系统齿轮箱的高速轴的转速,压力传感器实时监测空气压缩储存器的压力;单片机控制模块依据速度传感器、压力传感器的检测数据实时控制风力发电机的空气储能模块、变桨距模块的工作状态。

7.根据权利要求1所述的风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述风力发电机控制模块包括单片机、PLC、现场可编程门整列器,所述压力传感器、所述速度传感器分别接入PLC的输入端,所述电磁离合器和所述电磁控制阀分别接入PLC的输出端。

8.如权利要求6所述的风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述单片机的实时控制包括制动储能动作和释能增速动作。

9.根据权利要求8所述的风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述制动储能动作是单片机逻辑判断控制,其逻辑判断步骤为:(1)、设置所述电磁离合器的初始状态,使所述电磁离合器断电;

(2)、判断所述速度传感器指示的速度是否大于高速轴设定的上限转速V2;

(3)、如果所述速度传感器指示的速度小于高速轴设定的上限转速V2,则返回第一步骤;

(4)、如果所述速度传感器指示的速度大于高速轴设定的上限转速V2,则判断所述压力传感器指示的压力是否小于空气压缩储存器设定的上限压力P2;

(5)、如果所述压力传感器指示的压力大于空气压缩储存器设定的上限压力P2,则对电磁离合器进行断电动作,使高速轴与空气压缩机动力输入轴断开,停止压缩空气动作,通过变桨距对风力发电机的转速进行控制;

(6)、如果所述压力传感器指示的压力是小于空气压缩储存器设定的上限压力P2,则对电磁离合器进行通电动作,使高速轴与空气压缩机动力输入轴连接,进行压缩空气动作,并延时一段时间;

(7)、重新判断所述速度传感器指示的速度是否大于高速轴设定的上限转速V2;

(8)、如果所述速度传感器指示的速度小于高速轴设定的上限转速V2,则对电磁离合器进行断电动作,并延时一段时间,之后返回第二步骤;

(9)、如果所述速度传感器指示的速度大于高速轴设定的上限转速V2,则返回到第四步骤。

10.如权利要求8所述的风力发电机制动能量回收利用系统,其特征在于:所述释能增速动作是单片机逻辑判断控制,其中空气压缩储存器设定的上限压力P2大于空气压缩储存器设定的下限压力P1、高速轴设定的上限转速V2大于高速轴设定的下限转速V1,其判断步骤为:(1)、设置所述电磁控制阀的初始状态,使所述电磁控制阀断电;

(2)、判断所述压力传感器指示的压力是否小于空气压缩储存器设定的下限压力P1;

(3)、如果所述压力传感器指示的压力小于空气压缩储存器设定的下限压力P1,则返回第一步骤;

(4)、如果压力传感器指示的压力大于空气压缩储存器设定的下限压力P1,则对电磁控制阀进行通电动作,此时高压空气通过减压阀进入空气增速涡轮,涡轮带动涡轮发电机(2)运转,涡轮发电机(2)在额定的转速下发电,延时一段时间;

(5)、重新判断所述压力传感器指示的压力是否大于空气压缩储存器设定的下限压力P1;

(6)、如果压力传感器指示的压力大于空气压缩储存器设定的下限压力P1,则返回第四步骤;

(7)、如果所述压力传感器指示的压力小于空气压缩储存器设定的下限压力P1,关闭电磁控制阀,延时一段时间,然后返回第二步骤。