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，从而风机开始减速。并延时一段时间；
(7)重新判断速度传感器I速度是否大于高速轴设定的上限转速V2;
(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，之后返回步骤(2);
(9)如果速度传感器I速度大于高速轴设定的上限转速V3，则返回到步骤(4)。
[0021]如图3所示，当风速低于其额定风速的60%时，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VI。飞轮释能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；
(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Vl;
(3)如果速度传感器速度I大于高速轴设定的下限转速Vl，则返回步骤(I);
(4)如果速度传感器I速度小于高速轴设定的下限转速VI，则判断所述速度传感器Π值是否大于飞轮储存器设定的下限速度值Pl;
(5)如果速度传感器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)如果速度传感器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)重新判断所述速度传感器Π是否大于设定的下限值Pl;
(8)如果速度传感器Π大于飞轮储存器设定的下限速度值Pl，则返回步骤(6);
(9)如果速度传感器Π不大于飞轮储存器设定的下限速度值P1，关闭电磁控制阀，延时一段时间，然后返回步骤(2)。
[0022]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。
[0023]最后应说明的是:虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
【主权项】
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1、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Π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1、所述速度传感器Π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。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Π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)、如果所述速度传感器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，其特征在于:所述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P1、上限转速V2大于上限转速Vl;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； (2)、判断所述速度传感器速度I是否小于高速轴设定的下限转速VI; (3)、如果所述速度传感器速度I大于高速轴设定的下限转速VI，则返回第一步骤； (4)、如果所述速度传感器I速度小于高速轴设定的下限转速VI，则判断所述速度传感器Π值是否大于飞轮储存器设定的下限速度值Pl; (5)、如果所述速度传感器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)、如果所述速度传感器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)、重新判断所述速度传感器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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】F03D7/04, H02K7/02, H02K7/18
【公开号】CN105545594
【申请号】CN201510917924
【发明人】吴国庆, 何大伟, 张旭东, 宋晨光
【申请人】南通大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月25日