一种风力发电机制动能量回收利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电机功率控制技术领域，具体涉及大型风力发电机制动能量回收利用方法。
【背景技术】
[0002]风能作为可再生清洁能源，其蕴含量巨大;是替代化石燃料最主要的能源之一。风力发电机技术越来越受到各个国家的大力发展。
[0003]自然界的风速变化波动很大，风力发电机负载发电对风速有一定的要求，风力发电机的旋转轴的输出功率是关于风速的三次方的函数，而风力发电机负载发电对风速有一定的要求，现有的风力发电机系统，当风速超过其额定风速时，通过变桨距系统使风机在额定转速旋转，从而使风力发电机的效率大大降低，造成风力发电机能量的大量浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种能够对风力发电机制动能量回收利用的系统。
[0005]本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种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，控制模块根据风力发电机输出参数的大小和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1、电磁离合器，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，另一端连接于飞轮的转动轴上，速度传感器Π安装在飞轮的转动轴上。
[0006]本发明的进一步改进在于:风力发电机输出参数为风力发电机组传动系统轴转速。
[0007]本发明的进一步改进在于: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。
[0008]本发明的进一步改进在于: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。
[0009]本发明的进一步改进在于:飞轮储能模块输出参数为飞轮的转速。
[0010]本发明的进一步改进在于:风力发电机控制模块是单片机，速度传感器1、速度传感器π分别接入单片机的输入端，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π实时监测飞轮的转速;单片机控制模块依据速度传感器1、速度传感器Π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。
[0011 ]本发明的进一步改进在于: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，分为飞轮储能动作和飞轮释能动作。
[0012]本发明的进一步改进在于:飞轮储能动作是单片机逻辑判断控制，其判断步骤为:
(1)、设置电磁离合器的初始状态，使电磁离合器断电，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)、如果速度传感器I速度大于高速轴设定的上限转速V2，则判断速度传感器Π值是否小于飞轮设定的上限速度值P2;
(5)、如果速度传感器Π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)、如果速度传感器Π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断电动作，并延时一段时间，之后返回第二步骤；
(9)、如果速度传感器I速度大于高速轴设定的上限转速V3，则返回到第四步骤。
[0013]本发明的进一步改进在于:飞轮释能动作是单片机逻辑判断控制，其中上限速度值P2大于下限速度值Pl、上限转速V2大于上限转速Vl;其判断步骤为:
(I )、设置电磁离合器的初始状态，使电磁离合器断电；
(2)、判断速度传感器速度I是否小于高速轴设定的下限转速VI;
(3)、速度传感器速度I大于高速轴设定的下限转速VI，则返回第一步骤；
(4)、速度传感器I速度小于高速轴设定的下限转速VI，则判断速度传感器Π值是否大于飞轮储存器设定的下限速度值Pl;
(5)、速度传感器Π值小于飞轮储存器设定的下限速度值Pl，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连接；
(6)、速度传感器Π值大于飞轮储存器设定的下限速度值Pl，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;飞轮带动风机高速轴，增加风机高速轴的转速，延时一段时间；
(7)、重新判断速度传感器Π是否大于设定的下限值Pl;
(8)、速度传感器Π大于飞轮储存器设定的下限速度值P1，则返回第六步骤；
(9)、速度传感器Π不大于飞轮储存器设定的下限速度值Pl，关闭电磁控制阀，延时一段时间，然后返回第二步骤。
[0014]本发明与现有技术相比具有以下优点:本发明提供一种能够对风力发电机制动能量进行回收利用的方法，本风力发电机的制动系统能够对风力发电机转动系统速度进行控制，并且把风力发电机转动系统速度过快时能量进行储存，当风力发电机转动系统速度过慢时储存的能量进行释放，以增加风力发电机转动系统速度。本发明使风力发电机的制动能量能够合理有效的利用。
[0015]【附图说明】:
图1是本发明的结构示意图； 图2是本发明中飞轮储能动作的逻辑判断图；
图3是本发明中飞轮释能动作的逻辑判断图；
图中标号:1-风机叶片、2-齿轮箱、3-速度传感器1、4-电磁离合器、5-高速轴、6-发电机、7-制动盘、8-制动钳体、9-飞轮轴、I O-速度传感器Π。
[0016]【具体实施方式】:
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]如图1示出了本发明一种风力发电机制动能量回收利用系统的一种实施方式，本发明提供一种能够对风力发电机效率最大化的方法，在原有的变桨距风力发电机系统中增加单片机控制模块，飞轮储能模块。当风速超过其额定风速的110%时，使飞轮通过电磁离合器连接到风机的转动轴上，从而使转动轴速度下降。当风速低于其额定风速的60%时，使飞轮通过电磁离合器连接到风机的转动轴上，从而使转动轴速度增大。本发明使风力发电机的速度控制的能量合理有效的利用，大大提高了风力发电机的风能利用效率。
[0018]飞轮储能模块含有速度传感器Π10、电磁离合器4、飞轮。电磁离合器4 一端连接于风力发电机组传动系统齿轮箱的高速轴上，另一端连接于飞轮9上，速度传感器Π 10安装在飞轮轴9上。飞轮的支撑轴承选用磁悬浮轴承，可以最大限度的减少飞轮储能的消耗。
[0019]单片机控制模块是51系列单片机。速度传感器13、速度传感器Π10分别接入单片机的输入端P0.0;P0.1。电磁离合器4接入单片机的输出端Pl.0。
[0020]如图2所示，当风速超过其额定风速的110%时，飞轮储能模块动作逻辑判断包含以下步骤:
(1)设置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)如果速度传感器I速度小于高速轴设定的上限转速V2，则返回步骤(I);
(4)如果速度传感器I速度大于高速轴设定的上限转速V2，则判断速度传感器Π值是否小于飞轮设定的上限速度值P2;
(5)如果速度传感器Π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