专利名称：风塔发电站发电机变速箱的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电机变速箱系统，特别是关于一种应用于风塔发电站发电机变速箱的控制方法。
背景技术：
随着社会经济的不断的发展，人们对能源的需求也越来越大，而人类所依赖的煤炭、石油都是不可再生的能源，并且煤炭、石油的提炼和使用对环境的污染很大，因此，新的可再生的清洁能源是人类不断追寻的目标，风能是最具商业潜力、最具活力的可再生清洁能源之一，具有使用清洁、成本较低、使用不尽等诸多优点。风电突出的特点是环境效益好、不排放任何有害物质和废弃物。现有技术中的风能，受地理环境和气候影响很大，占地面积很大等缺点。本发明提供一种在建筑物中使用的风能，特别是风塔中使用的风能，其基本原理是，通过建筑物外部的太阳能加热空气，将热空气通过垂直于地面风道上升，驱动涡轮涡扇，带动发电机组发电，解决了受地理环境和气候的限制，并且应用于建筑物中，在不影响建筑物的功能的同时，广生风能发电，有效的解决了占地面积大等缺点。中国专利文献公告号:CN2581631Y,公开了 一种太阳能、风能发电观光塔，观光塔内设置风力、气流发电机，外表面设置采光罩，既能发电又能观光旅游。中国专利文献公开号:CN1975075A,公开了一种微风发电不范观光塔，塔体顶部具有微风发电机，能够将风能发电和观光集合为一体。中国专利文献公告号:CN201225235Y，公开了一种建筑物高处及巷道风能发电系统，将风能发电机和风扇设置的建筑物高处和巷道内，解决占地空间的问题。现有技术中这些专利文献，仅仅是简单将风力发电和建筑物结合，利用建筑物的效率不高，也没有有效的配置风力发电和太阳能发电在建筑物的位置，并且都没有公开和解决发电机的变速箱的问题，没有解决控制变速箱稳定输出的技术方案。众所周知，风力发电机组中的变速齿轮箱是一个发电机中重要的机械部件，其主要功用是将涡轮涡扇在风力作用下所产生的旋转动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常涡轮涡扇的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，而有时涡轮涡扇又受风速不断变化的影响，产生的转速十分不稳定，严重影响发电机组的发电效率。中国专利文献公告号:CN201250763Y，公开了一种发电机转速平稳的风力发电设备，通过设置一个惯性飞轮，来储存能量稳定转速，但是这样的结构，不能很好的稳定转速，在风力变化剧烈的时候，飞轮稳定转速能力有限，而且飞轮的尺寸也过于占用空间。中国专利文献公告号:CN201288636Y，公开了一种小型风力发电机转速检测与控制装置，通过设置整形电路，对发电机的电流电压控制，但是仍然存在电路容易烧坏，稳定性可靠性不高的问题，适用范围狭窄。还有，普遍大范围使用的发电机组变速箱是齿轮结构，更加普遍的是，使用的是行星齿轮结构，尽管具有传动可靠，维护方便等优点，但是，仍然存在很多难以令人满意的地方，行星齿轮结构复杂，几何尺寸比较大，噪音振动大，而且传动比是固定的，不可调节的，导致了这样的发动机组变速箱不能输出恒定的转速，变速箱的传动比不能控制，传动效率很不稳定，尤其在一些特定的使用场合受到限制。本发明针对现有技术中发电机组变速箱存在一些缺陷，提供了具有更加良好工作性能的发电机组变速箱。
发明内容
本发明的目的是提供一种风塔发电站发电机变速箱控制方法，能够提升输入发电机的转速，更进一步的说，能够有效的输出稳定的转速，获得稳定的发电效率。更进一步，提供一种应用于建筑物内部风力发电机的变速箱，具有噪音低，振动小的优点。一种应用于风塔发电机的变速箱的控制方法，步骤1:开始,控制器初始化参数；设置PID参数KP、K1、Kd ;设定目标转速r (t);标定主动锥轮的位置和液压缸压力的对应关系；步骤2:采集发电机输入轴转速y(t);步骤3:目标转速r (t)减去转速y (t)得到差值e (t), e (t) = r (t) -y (t)；步骤4:计算控制量u(t)；
权利要求
1.一种应用于风塔发电机的变速箱的控制方法，其特征在于: 步骤1:开始,控制器初始化参数；设置PID参数KP、K1、Kd ;设定目标转速r(t);标定主动锥轮的位置和液压缸压力的对应关系； 步骤2:采集发电机输入轴转速y(t)； 步骤3:目标转速r (t)减去转速y (t)得到差值e (t), e (t) = r (t) -y (t)； 步骤4:计算控制量u (t)；
2.如权利要求1所述风塔发电机的变速箱的控制方法，其特征在于:参数KP、Ki,Kd的设置方法如下: (1)把Ki和Kd设为O,不要积分与微 分； (2)把Kp值从O开始慢慢增大，观察液压缸压力的反应速度是否在要求内； (3)当液压缸压力的反应速度达到设定的要求，停止增大Kp值； (4)在该Kp值的基础上减少10%-20%得到最终Kp值； (5)把Ki值从O开始慢慢增大； (6)当液压缸压力开始波动,停止增大Ki值； (7)在该Ki值的基础上减少10%-20%得到最终Ki值； (8)把Kd值从O开始慢慢增大,观察液压缸压力的反应速度是否在要求内；如果反应速度在要求内，就得到合适的ΚΡ、K,、Kd数值。
3.如权利要求2所述风塔发电机的变速箱的控制方法，其特征在于:KP值的基础上减少15%得到最终Kp值屯值的基础上减少15%得到最终Ki值。
4.如权利要求3所述风塔发电机的变速箱的控制方法，其特征在于:所述液压缸的液压回路中设置蓄能器。
5.如权利要求1-4之一所述风塔发电机的变速箱的控制方法，其特征在于:风塔发电机的变速箱的控制器为美国德州仪器公司生产的TMS320LF240x DSP芯片。
6.如权利要求5所述风塔发电机的变速箱的控制方法，其特征在于:所述信号采用CAN总线传输。
全文摘要
一种应用于风塔发电机的变速箱的控制方法，采用PID控制算法，具有良好的鲁棒性，应用于建筑物内部风力发电机的变速箱，具有噪音低，振动小的优点，稳定输出转速，提高发电效率。
文档编号F16H59/46GK103161931SQ20111041699
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者周登荣, 周剑 申请人:周登荣, 周剑