水平轴风力发电机的基础上，优化控制方式，以极小的成本实现对刹车状态时风速判定，具有安全性高、性价比高的优点，同时可降低叶片的强度要求以节约成本。
[0050]还需要说明的是，本实施例提供的一种风力机限速与刹车保护控制的装置，不仅可以在水平轴风力发电机组上应用，还可以在垂直轴风力发电机组上的应用，如图3所示，图3中技术方案与图2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用图2中的解释，在此不再进行赘述。同样的设计方案也适用于垂直轴风力机。本方案所述的垂直轴风力机包含但不限于H型、Φ型、S轮阻力型、及升阻力组合形式的风力机。
[0051]实施例三
[0052]本发明实施例提供了一种风力机限速与刹车保护控制的装置，该装置与实施例一提供的装置属于相同的发明构思，该实施例是一种优选的实施方案，如图4所示，该方案中风力机限速与刹车保护控制的装置还可以包括:
[0053]第二类刹车控制单元104，用于当风力识别单元获取表示环境风速的数据，大于设置的第二阈值时，发出第二类刹车指令；所述第二阈值为短路刹车状态的转速仍然不能抵御强风的设置值；
[0054]其中，所述第二类刹车为通过电气控制的机械类刹车。其中，电磁刹车可以作为液压刹车、钳式刹车、带式刹车、液压刹车等类需要电气控制的机械刹车的一个代表。
[0055]其中，所述第二类刹车控制单元可以包括:单片机21，和继电开关25
[0056]当所述单片机21根据输入信号判定当风力识别单元获取表示环境风速的数据，大于设置的第二阈值时，所述单片机21指令用于开启或停止第二类刹车继电开关25闭合；所述继电开关25与第二类刹车设备串联。
[0057]其工作原理是:在风速高于风力机的切出风速，或风轮的转速高于设定的安全转速，或系统电压或电流超过额定值，发出短路刹车指令，继电开关24闭合，风力机在短路电阻23的作用下停车；停车后当风速仍然驱动风轮11旋转，则电压器26及电流器27对单片机21有信号输入；单片机21根据输入信号判定环境风速；当所述环境风速在正常发电的风速范围内，解除刹车指令，转入正常运转发电状态；当所述环境风速持续大于所述切出风速时，保持刹车状态。当所述单片机21根据输入信号判定环境风速持续增大以致风轮在短路刹车状态的转速仍然不能抵御强风时，所述单片机21指令继电开关25闭合，所发出电磁刹车指令。
[0058]实施例一中，当风机安装在经常遭遇强台风的环境时，短路刹车后，如果此时正值强风或台风时间，仅依靠短路刹车，风轮的较高的转速与强台风的重复影响下，即使风轮转速小于安全转速，也可能发生损毁。因此，在本实施例中采用本发明的一种风力机刹车保护控制方法，将短路刹车与电磁刹车的组合运用，大幅提高了风力机在强台风经常出现的区域的安全性。
[0059]还需要说明的是，本实施例提供的一种风力机限速与刹车保护控制的装置，不仅可以在水平轴风力发电机组上应用，还可以在垂直轴风力发电机组上的应用，如图5所示，图5中技术方案与图4基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用图4中的解释，在此不再进行赘述。同样的设计方案也适用于垂直轴风力机。本方案所述的垂直轴风力机包含但不限于H型、Φ型、S轮阻力型、及升阻力组合形式的风力机。
[0060]实施例四
[0061]本发明实施例提供了一种风力机限速与刹车保护控制的方法，如图6所示，该方法包括:
[0062]步骤501，获取表示环境风速的数据，还用于在刹车保护时获取表示环境风速的数据；其中，所述表示环境风速的数据包括:风速，风轮转速，风力发电机输出的直流电压、或风力发电机输出的直流电流，其中任意一种；
[0063]步骤502，判断所述表示环境风速的数据大于第一阈值时；如果是，执行步骤503，发出执行短路刹车指令，
[0064]步骤504，在刹车保护时获取表示环境风速的数据；
[0065]步骤505，判断所述表示环境风速的数据是否大于当所述环境风速的数据在正常发电的风速范围内，如果是，保持刹车状态。
[0066]本发明实施例提供了一种风力机限速与刹车保护控制的方法，通过在刹车保护时判定表示环境风速的数据，当所述表示环境风速的数据在正常发电的风速范围内，解除刹车指令，转入正常运转发电状态；当所述表示环境风速的数据持续大于在正常发电的风速范围内时，保持刹车状态，克服了现有技术中控制不灵敏不准确的问题。
[0067]优选的，该方法还包括:
[0068]步骤507，如果在刹车保护时所述表示环境风速的数据在正常发电的风速范围内，解除刹车指令，转入正常运转发电状态。
[0069]优选的，所述方法还包括:
[0070]步骤508，当判定表示环境风速的数据大于设置第二阈值时，发出第二类刹车指令；所述第二阈值为短路刹车状态的转速仍然不能抵御强风的设置值；
[0071 ] 其中，所述第二类刹车为通过电气控制的机械类刹车。
[0072]以上对本发明所提供的一种风力机限速与刹车保护控制的装置及方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种风力机限速与刹车保护控制的装置，其特征在于，所述装置包括:风力识别单元，与风力识别单元连接的短路刹车控制单元，和与所述短路刹车控制单元连接的刹车后控制单元； 所述风力识别单元，用于获取表示环境风速的数据，还用于在刹车保护时获取表示环境风速的数据；其中，所述表示环境风速的数据包括:风速，风轮转速，风力发电机输出的直流电压、或风力发电机输出的直流电流，其中任意一种； 所述短路刹车控制单元，用于所述表示环境风速的数据大于第一阈值时，发出执行短路刹车指令， 所述刹车后控制单元，用于在刹车保护时判定环境风速；当所述表示环境风速的数据在正常发电的风速范围内，解除刹车指令，转入正常运转发电状态；当所述表示环境风速的数据大于正常发电的风速范围时，保持刹车状态。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述风力识别单元包括:整流桥(22)，和电压器(26);或者，所述风力识别单元包括:整流桥(22)和电流器(27); 所述短路刹车控制单元包括:单片机(21)，继电开关(24)和短路电阻(23); 所述刹车后控制单元包括:单片机(21); 当电压器(26)或电流器(27)测得的风力发电机的直流电压值或直流电流值超出设定值，单片机(21)发出短路刹车指令，继电开关(24)闭合，风力机在短路电阻(23)的作用下停车；停车后风速仍然驱动风轮(11)旋转，则电压器(26)及电流器(27)对单片机(21)有信号输入；单片机(21)根据输入信号判定环境风速；当所述表示环境风速的数据在正常发电的风速范围内，解除刹车指令，转入正常运转发电状态；当所述表示环境风速的数据大于所述正常发电的风速范围时，保持刹车状态。
3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括:第二类刹车控制单元，用于当风力识别单元获取表示环境风速的数据，大于设置的第二阈值时，发出第二类刹车指令；所述第二阈值为短路刹车状态的转速仍然不能抵御强风的设置值； 其中，所述第二类刹车为通过电气控制的机械类刹车。
4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述第二类刹车控制单元包括:单片机(21)，和继电开关(25) 当所述单片机(21)根据输入信号判定当风力识别单元获取表示环境风速的数据，大于设置的第二阈值时，所述单片机(21)指令用于开启或停止第二类刹车继电开关(25)闭合；所述继电开关(25)与第二类刹车设备串联。
5.一种风力机限速与刹车保护控制的方法，其特征在于，所述方法包括: 获取表示环境风速的数据，还用于在刹车保护时获取表示环境风速的数据；其中，所述表示环境风速的数据包括:风速，风轮转速，风力发电机输出的直流电压、或风力发电机输出的直流电流，其中任意一种； 判断所述表示环境风速的数据大于第一阈值时；如果是，发出执行短路刹车指令， 在刹车保护时获取表示环境风速的数据； 判断所述表示环境风速的数据是否大于当所述环境风速的数据在正常发电的风速范围内，如果是，保持刹车状态。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述方法还包括: 如果在刹车保护时所述表示环境风速的数据在正常发电的风速范围内，解除刹车指令，转入正常运转发电状态。
7.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述方法还包括: 当判定表示环境风速的数据大于设置第二阈值时，发出第二类刹车指令；所述第二阈值为短路刹车状态的转速仍然不能抵御强风的设置值； 其中，所述第二类刹车为通过电气控制的机械类刹车。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种风力机限速与刹车保护控制的装置及方法，所述方法包括：获取表示环境风速的数据，还用于在刹车保护时获取表示环境风速的数据；其中，所述表示环境风速的数据包括：风速，风轮转速，风力发电机输出的直流电压、或风力发电机输出的直流电流，其中任意一种；判断所述表示环境风速的数据大于第一阈值时；如果是，发出执行短路刹车指令，在刹车保护时获取表示环境风速的数据；判断所述表示环境风速的数据是否大于当所述环境风速的数据在正常发电的风速范围内，如果是，保持刹车状态。本发明实施例通过在刹车保护时判定环境风速，当环境风速大于在正常发电的风速范围，保持刹车状态，克服了现有技术中控制不灵敏不准确的问题。
【IPC分类】F03D7-04
【公开号】CN104791192
【申请号】CN201510180849
【发明人】谢遐, 刘湘威, 张小花
【申请人】深圳市风光宝新能源科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月16日