双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法与流程

文档序号:21878461发布日期:2020-08-18 16:22阅读:来源:国知局

技术特征:

1.双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置,其特征在于,包括均采用海流能方式驱动的第一叶轮装置(1)和第二叶轮装置(21),第一叶轮装置(1)和第二叶轮装置(21)并联布置,第一叶轮装置(1)和第二叶轮装置(21)的输出端分别经泵端主轴、变量液压泵、泵变量机构、蓄能器、变量液压马达和马达端主轴连接对应的发电机;变量液压泵、变量液压马达和蓄能器构成闭式系统,并与闭环控制系统(11)连接,闭环控制系统(11)用于接收泵端主轴转速,闭环控制系统(11)连接海流能测速叶轮装置(22)用于接收海流能流速信号,通过控制调节变量液压泵和变量液压马达的排量。

2.根据权利要求1所述的双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置,其特征在于,第一叶轮装置(1)通过第一泵端主轴(3)与第一变量液压泵(4)同轴相连,第一泵端主轴(3)上设置有第一转速传感器(2),第一转速传感器(2)与闭环控制系统(11)连接,第一变量液压泵(4)通过闭环控制系统(11)作用于第一泵变量机构(5)来实现变量调节,第一变量液压马达(7)通过第一马达端主轴(8)与第一发电机(9)同轴相连;第一变量液压马达(7)通过闭环控制系统(11)作用于第一马达变量机构(10)来实现变量调节。

3.根据权利要求2所述的双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置,其特征在于,第一变量液压泵(4)与第一变量液压马达(7)形成闭式液压系统传递能量,第一蓄能器(6)位于第一变量液压泵(4)的输出侧,为本闭式液压系统提供压力补偿;第一蓄能器(6)的入口与第一变量液压泵(4)出口端相连,第一蓄能器(6)的出口与第一变量液压马达(7)的入口端相连,为闭式液压系统缓冲脉动。

4.根据权利要求1所述的双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置,其特征在于,第二叶轮装置(21)通过第二泵端主轴(19)与第二变量液压泵(18)同轴相连,第二泵端主轴(19)上设置有第二转速传感器(20),第二转速传感器(20)与闭环控制系统(11)连接;第二变量液压泵(18)通过闭环控制系统(11)第二泵变量机构(17)实现变量调节,第二变量液压马达(12)通过第二马达端主轴(13)与第二发电机(14)同轴相连;第二变量液压马达(12)通过闭环控制系统(11)作用于第二马达变量机构(15)来实现变量调节。

5.根据权利要求4所述的双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法,其特征在于,第二变量液压泵(18)与第二变量液压马达(12)形成闭式液压系统传递能量,第二蓄能器(16)位于第二变量液压泵(18)的输出侧,为本闭式液压系统提供压力补偿;第二蓄能器(16)的入口与第二变量液压泵(18)的出口端相连,第二蓄能器(16)的出口与第二变量液压马达(12)的入口端相连,为闭式液压系统缓冲脉动。

6.一种双叶轮闭式回路液压传控海流能发电控制方法,其特征在于,利用根据权利要求1所述的双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置,包括以下步骤:

s1、闭式液压系统实现海流能发电的二次能量转换,闭环控制系统计算获取海流流速信号和泵轴端转速信号;

s2、控制器根据步骤s1获得的海流流速信号和泵轴端转速信号得到海流能最佳叶轮转速;

s3、将步骤s2得到的最佳叶轮转速作用于变量液压泵变量调节结构,反馈调节液压泵转速,控制器根据反馈的信号,得到恒频发电所需的变量液压马达所需转速;

s4、将步骤s3获得的转速作用于变量液压马达变量调节机构以调节变量液压马达转速,实现恒频高质量发电。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤s1中,闭环控制系统获取的转速win具体为:

win=k1(wp1+wp2)+k2wc

其中,wp1、wp2分别为第一变量液压泵轴端转速、第二变量液压泵轴端转速;wc为海流流速;k1、k2分别为流速比例控制因子。

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤s2中,海流能最佳叶轮i的转速wti具体为:

wti=λwin

其中,i=1,2;λ为神经网络预测因子,η为增益项,e为预测误差,w为神经元间权系数;win为闭环控制系统获取转速。

9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤s3中,恒频发电所需的变量液压马达所需转速wmi具体为:

其中,dmi为液压马达i体积排量;ami为液压马达i斜盘倾角变换系数;pi为液压马达i所在系统压力;bti为液压马达i阻尼系数;wti为最佳叶轮i转速;tgi为电机i转矩;jgi为电机i转动惯量;i=1,2。

10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤s4中,通过液压马达转速控制变量机构调节变量机构活塞运动进而控制液压马达斜盘倾角,实现液压马达转速恒定和高质量恒频电能输出。


技术总结
本发明公开了一种双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法,采用海流能方式驱动并联布置的第一叶轮装置和第二叶轮装置,第一叶轮装置和第二叶轮装置的输出端分别经泵端主轴、变量液压泵、泵变量机构、蓄能器、变量液压马达和马达端主轴连接对应的发电机;变量液压泵、变量液压马达和蓄能器构成闭式系统,并与闭环控制系统连接,闭环控制系统用于接收泵端主轴转速,闭环控制系统连接海流能测速叶轮装置用于接收海流能流速信号,通过控制调节变量液压泵和变量液压马达的排量。本发明利用源源不竭的海流能发电,可以通过离网运行方式为偏远海岛、偏远水域供电、水下用电设备如水下航行器等提供可持续能源供应。

技术研发人员:苏文斌;卫红波;施骏潇;王朝晖;胡桥;郭朋华
受保护的技术使用者:西安交通大学
技术研发日:2020.05.09
技术公布日:2020.08.18
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1