一种风力发电机制动能量回收利用系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105545594A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201510917924.2(22)申请日2016.01.25(71)申请人南通大学地址226000江苏省南通市崇川区啬园路9号(72)发明人吴国庆何大伟张旭东宋晨光(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243代理人钱靓(51)Int.Cl.F03D7/04(2006.01)H02K7/02(2006.01)H02K7/18(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种风力发电机制动能量回收利用系统(57)摘要本发明公开了一种风力发电机制动能量回收利用系统，在原变桨距风力发电机系统上增加一个飞轮储能模块，通过单片机控制模块依据速度传感器检测数据实时控制风力发电机的飞轮储能模块工作状态；当风速高于风力发电机设定的上限风速时，飞轮储能模块通过电磁离合器把风机制动的机械能转化为飞轮旋转的机械能；当风速低于风力发电机设定的下限风速时，通过电磁离合器把飞轮的机械能转化为风机的机械能。本发明使风力发电机的制动能量能够合理有效的利用，大大提高了风力发电机的风能利用效率。CN105545594ACN105545594A权利要求书1/2页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飞轮储能模块的输出参数的控制模块、飞轮储能模块、变桨距模块，所述控制模块根据所述风力发电机输出参数的大小和所述飞轮储能模块输出参数的大小对飞轮储能模块、变桨距模块执行控制动作，飞轮储能模块包括飞轮、速度传感器Ⅰ、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，另一端连接于所述飞轮的转动轴上，速度传感器Ⅱ安装在飞轮的转动轴上。2.根据权利要求1所述的一种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所述的一种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的组传动系统高速轴转速。4.根据权利要求1所述的一种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的转速、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所述的一种风力发电机制动能量回收利用系统，其特征在于：所述飞轮储能模块输出参数为飞轮的转速。6.根据权利要求1所述的一种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，所述速度传感器Ⅰ、所述速度传感器Ⅱ分别接入单片机的输入端，所述电磁离合器接入单片机的输出端；飞轮储能模块通过电磁离合器连接于风力发电机组传动系统齿轮箱的高速轴上；速度传感器Ⅰ实时监控风力发电机组传动系统齿轮箱的高速轴的转速；速度传感器Ⅱ实时监测飞轮的转速；单片机控制模块依据速度传感器Ⅰ、速度传感器Ⅱ检测数据实时控制风力发电机的飞轮储能模块、变桨距模块的工作状态。7.根据权利要求6所述的一种风力发电机制动能量回收利用系统，其特征在于：所述单片机实时控制飞轮是否连接于风力发电机组传动系统齿轮箱的高速轴上，所述单片机的实时控制分为飞轮储能动作和飞轮释能动作。8.根据权利要求8所述的一种风力发电机制动能量回收利用系统，其特征在于：所述飞轮储能动作是单片机逻辑判断控制，其判断步骤为：（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，此时飞轮不连接风力发电机组传动系统齿轮箱的高速轴上；（2）、判断所述速度传感器Ⅰ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Ⅰ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Ⅰ速度大于高速轴设定的上限转速V2，则判断所述速度传感器Ⅱ值是否小于飞轮设定的上限速度值P2；（5）、如果所述速度传感器Ⅱ值不小于飞轮设定的上限速度值P2，则对电磁离合器进行断电动作，使风机高速轴与飞轮轴断开，通过变桨距对风力发电机的转速进行控制；（6）、如果所述速度传感器Ⅱ值小于飞轮设定的上限速度值P2，则对电磁离合器进行通电动作，使风机高速轴与飞轮轴连接，增加风机高速轴的载荷，从而风机开始减速，并延时一段时间；（7）、重新判断所述速度传感器Ⅰ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Ⅰ速度小于高速轴设定的上限转速V2，则对电磁离合器进行2CN105545594A权利要求书2/2页断电动作，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Ⅰ速度大于高速轴设定的上限转速V3，则返回到第四步骤。9.根据权利要求7所述的一种风力发电机制动能量回收利用系统，其特征