一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统及工作方式的制作方法
【专利摘要】本发明涉及洋流发电机制动系统。一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，是由依次相连的速度检测传感器、控制器、变流器组成；其中，速度检测传感器与发电机相连以检测发电机的过速情况，并将数据传给控制器；变流器与控制器及发电机相连，可按照控制器发出的信号调整发电机的励磁电流大小以及励磁方向。本发明还提供上述辅助制动系统的工作方式。通过采用上述技术解决方案，利用发电机组现有部件，在突然出现较大流速时向发电机提供额外的励磁阻转矩，短时间内加速发电转换效率，限制电机转速的增加，配合常规制动系统实现快速制动。以极低的成本提高发电机组制动性能，降低发电机及常规制动系统的故障率，减少维护维修费用。
【专利说明】
一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统及工作方式
技术领域
[0001]本发明涉及一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统。
【背景技术】
[0002]目前，在洋流发电机组的设计中，因海水密度远远大于空气密度，海水密度约为空气密度的800倍，因此常把用于洋流发电的叶片设计的比较短小。这样就使得叶轮的转动惯量就大大减小，而且由于海水密度大，流体能量大，在流速较大时发电机组常常会出现过速，目前对这种过速制动一般有机械式制动和变桨矩制动两种制动方式，但这两种制动方式响应时间均较长。
[0003]1、机械式制动:由于海水密度相对较大，即使叶轮较小其叶片获取的转动力矩仍较大，如果在高转速下刹车极易造成过热起火的危险。一般机械式制动均用于低速时辅助变桨制动，即在叶片顺桨不够或风轮需要完全静止时，才使用机械式制动。但由于转动力矩较大，短时间内不能刹住车，且刹车盘磨损严重增加维护成本。
[0004]2、变桨矩制动，此方法虽然没有机械式制动磨损及过热的危险，但是因变桨控制特性的约束，其变桨速度较慢，因此响应时间较长，导致发电机转速在一段时间内持续上升，将使发电机较长时间处于过速状态从而易损坏发电机。
【发明内容】
[0005]本发明为克服现有制动方式响应时间长的缺陷，提供了一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，同时提供了上述辅助制动系统的工作方式。在发电机组正常制动过程中，通过向电机提供额外的励磁阻转矩达到快速平稳安全的制动效果，加快发电机组制动响应速度。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，是由依次相连的速度检测传感器、控制器、变流器组成；其中，所述速度检测传感器与发电机相连以检测发电机的过速情况，并将数据传给控制器；变流器与控制器及发电机相连，可按照控制器发出的信号调整发电机的励磁电流大小以及励磁方向。
[0007]—种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，对于异步鼠笼发电机以及同步发电机，所述的变流器是与所述发电机的定子相连；对于异步绕线发电机，所述的变流器是与所述发电机的转子相连。
[0008]—种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统的工作方式，包括如下方式:
异步发电机控制:发电机为异步发电机的情况下，发电机过速时正常将处于回馈制动状态，控制器在收到速度检测传感器的电机过速信号后，通过变流器在发电机可承受范围内增加发电机的励磁电流，以降低磁场旋转频率，使励磁阻转矩变大，加快发电机组制动速度；
同步发电机控制:发电机为同步发电机的情况下，控制器在收到速度检测传感器的电机过速信号后，在传动轴可承受的扭矩条件和变流器可承受的功率条件下，通过变流器控制发电机的励磁方向与发电机的旋转方向相反，以加大励磁阻转矩，加快发电机组制动速度。
[0009]—种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统的工作方式，所述的异步发电机控制在针对异步鼠笼发电机时，控制器在收到速度检测传感器的电机过速信号后，也可以在传动轴可承受的扭矩条件和变流器可承受的功率条件下，短时间使发电机的励磁方向与发电机的旋转方向相反，通过这种方式加大励磁阻转矩，加快发电机组制动速度。
[0010]本发明所述一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，通过特制的控制策略，利用发电机组现有部件，在突然出现较大流速时向发电机提供额外的励磁阻转矩，短时间内加速发电转换效率，限制电机转速的增加，配合常规制动系统实现快速制动。以极低的成本实现了发电机组制动性能的较高提升，能有效降低发电机及常规制动系统的故障率，减少维护维修费用。同时该辅助制动系统还能在出现紊流现象时快速的调节制动转矩以达到稳定转速的目的，能有效提尚发电机组运彳丁的稳定性及可靠性，提尚发电效率。
【附图说明】
[0011]图为一种洋流发电机励磁转矩制辅助制动系统示意图。
[0012]其中:1、发电机；2、速度检测传感器；3、控制器；4、变流器。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0014]—种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，是由依次相连的速度检测传感器2、控制器3、变流器4组成；其中，所述速度检测传感器2与发电机I相连以检测发电机I的过速情况，并将数据传给控制器3 ;变流器4与控制器3及发电机I相连，可按照控制器3发出的信号调整发电机I的励磁电流大小以及励磁方向。
[0015]—种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，对于异步鼠笼发电机以及同步发电机，所述的变流器4是与所述发电机I的定子相连，对于异步绕线发电机，所述的变流器4是与所述发电机I的转子相连。
[0016]—种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统的工作方式，包括如下方式:
异步发电机控制:发电机I为异步发电机的情况下，发电机I过速时正常将处于回馈制动状态，控制器3在收到速度检测传感器2的电机过速信号后，通过变流器4在发电机I可承受范围内增加发电机I的励磁电流，以降低磁场旋转频率，使励磁阻转矩变大，加快发电机组制动速度；
同步发电机控制:发电机I为同步发电机的情况下，控制器3在收到速度检测传感器2的电机过速信号后，在传动轴可承受的扭矩条件和变流器4可承受的功率条件下，通过变流器4控制发电机I的励磁方向与发电机I的旋转方向相反，以加大励磁阻转矩，加快发电机组制动速度。
[0017]—种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统的工作方式，所述的异步发电机控制在针对异步鼠笼发电机时，控制器3在收到速度检测传感器2的电机过速信号后，也可以在传动轴可承受的扭矩条件和变流器4可承受的功率条件下，短时间使发电机I的励磁方向与发电机I的旋转方向相反，通过这种方式加大励磁阻转矩，加快发电机组制动速度。
[0018]本发明所述一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，通过特制的控制策略，利用发电机组现有部件，在突然出现较大流速时向发电机提供额外的励磁阻转矩，短时间内加速发电转换效率，限制电机转速的增加，配合常规制动系统实现快速制动。以极低的成本实现了发电机组制动性能的较高提升，能有效降低发电机及常规制动系统的故障率，减少维护维修费用。同时该辅助制动系统还能在出现紊流现象时快速的调节制动转矩以达到稳定转速的目的，能有效提尚发电机组运彳丁的稳定性及可靠性，提尚发电效率。
[0019]虽然经过对本发明结合具体实施例进行描述，对于在本技术领域熟练的人士，根据上文的叙述做出的替代、修改与变化将是显而易见的。因此，在这样的替代，修改和变化落入本发明的权利要求的精神和范围内时，应该被包括在本发明中。
【主权项】
1.一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，其特征在于:由依次相连的速度检测传感器、控制器、变流器组成；其中，所述速度检测传感器与发电机相连以检测发电机的过速情况，并将数据传给控制器；变流器与控制器及发电机相连，可按照控制器发出的信号调整发电机的励磁电流大小以及励磁方向。2.根据权利要求1所述的一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统，其特征在于:对于异步鼠笼发电机以及同步发电机，所述的变流器是与所述发电机的定子相连；对于异步绕线发电机，所述的变流器是与所述发电机的转子相连。3.一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统的工作方式，其特征在于:包括如下方式: 异步发电机控制:发电机为异步发电机的情况下，发电机过速时正常将处于回馈制动状态，控制器在收到速度检测传感器的电机过速信号后，通过变流器在发电机可承受范围内增加发电机的励磁电流，以降低磁场旋转频率，使励磁阻转矩变大，加快发电机组制动速度； 同步发电机控制:发电机为同步发电机的情况下，控制器在收到速度检测传感器的电机过速信号后，在传动轴可承受的扭矩条件和变流器可承受的功率条件下，通过变流器控制发电机的励磁方向与发电机的旋转方向相反，以加大励磁阻转矩，加快发电机组制动速度。4.根据权利要求3所述的一种洋流发电机励磁转矩辅助制动系统的工作方式，其特征在于:所述的异步发电机控制在针对异步鼠笼发电机时，控制器在收到速度检测传感器的电机过速信号后，也可以在传动轴可承受的扭矩条件和变流器可承受的功率条件下，短时间使发电机的励磁方向与发电机的旋转方向相反，通过这种方式加大励磁阻转矩，加快发电机组制动速度。
【文档编号】H02P9/10GK105991076SQ201510074155
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月12日
【发明人】王国亮
【申请人】上海电气风电设备有限公司