海流能发电装置及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103047075103047075B(45)授权公告日2014.12.24(21)申请号201310007287.6(56)对比文件CN2937535Y,2007.08.22,全文.(22)申请日2013.01.08CN102011716A,2011.04.13,全文.(73)专利权人浙江大学JPH11287179A,1999.10.19,全文.地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号审查员陈乾麟(72)发明人周宏宾石茂顺刘宏伟李伟林勇刚徐全坤丁金钟(74)专利代理机构杭州宇信知识产权代理事务所(普通合伙)33231代理人张宇娟(51)Int.Cl.F03B13/00(2006.01)F03B15/12(2006.01)H02P9/04(2006.01)F16H39/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称海流能发电装置及其控制方法(57)摘要本发明涉及一种海流能发电装置及其控制方法，海流能发电装置，包括叶轮、由叶轮直接驱动的第一变量液压泵，第一变量液压泵的出口经过第一单向阀连接变量液压马达的入口，变量液压马达具有第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴连接发动机的主轴，所述第二输出轴连接第二变量液压泵的主轴，第二变量液压泵的出口经过第二单向阀接变量液压马达的入口，第二变量液压泵与变量液压马达构成油液循环回路；控制器发出第一变量液压泵、第二变量液压泵以及变量液压马达的排量控制信号。本发明采用液压传动方式，海流流速波动对系统带来的冲击小，可以实现叶轮最大功率跟踪控制以及发电机的恒频输出控制。CN103047075BCN103475BCN103047075B权利要求书1/1页1.海流能发电装置，其特征在于：包括由海流推动旋转的叶轮（1）、由叶轮（1）直接驱动的第一变量液压泵（2），第一变量液压泵（2）的入口连接油箱（13），第一变量液压泵（2）的出口经过第一单向阀（3）连接变量液压马达（9）的入口，变量液压马达（9）的出口连接油箱（13），变量液压马达（9）具有第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴连接发电机（10）的主轴，该发电机（10）的输出端连接负载（11），所述第二输出轴连接第二变量液压泵（8）的主轴，第二变量液压泵（8）的入口接油箱（13），第二变量液压泵（8）的出口经过第二单向阀（7）接变量液压马达（9）的入口，第二变量液压泵（8）与变量液压马达（9）构成可吸收系统脉动的油液循环回路；所述叶轮（1）处装有测量海流流速的流速传感器（14），叶轮（1）与第一变量液压泵（2）连接的主轴上装有第一转速传感器（15），变量液压马达（9）入口的液压管路上装有压力传感器（19），发电机（10）的主轴上装有第二转速传感器（20），所述流速传感器（14）、第一转速传感器（15）、压力传感器（19）、第二转速传感器（20）采集的信号均传输给控制器（12），控制器（12）发出第一变量液压泵的排量控制信号、第二变量液压泵的排量控制信号、以及变量液压马达的排量控制信号。2.如权利要求1所述的海流能发电装置，其特征在于：所述变量液压马达（9）的入口管路上经过截止阀（4）连接有蓄能器（5）。3.如权利要求1或2所述的海流能发电装置，其特征在于：所述变量液压马达（9）的入口管路上连接有溢流阀（6）。4.控制如权利要求1所述海流能发电装置的方法，其特征在于：1）叶轮（1）的转速取决于海流施加在叶轮（1）上的转矩和拖动第一变量液压泵（2）时所受的反力矩，所述流速传感器（14）将当前的流速信号传输给控制器（12），控制器（12）根据当前的海流流速计算得到要实现叶轮最大能量捕获所需的最佳叶轮转速，控制器（12）通过第一转速传感器（15）检测到当前的叶轮转速并与最佳叶轮转速相比较，控制器（12）根据当前叶轮转速与最佳叶轮转速的比较值控制第一变量液压泵（2）的排量，从而改变其施加在叶轮（1）主轴上的反力矩，从而将叶轮转速调节到最佳叶轮转速，以实现叶轮最大能量捕获控制；2）压力传感器（19）将采集到的系统当前压力信号传输给控制器（12），控制器（12）将系统当前压力与预先设定的压力值进行比较，根据其差值计算得到变量液压马达（9）所需的排量，控制器（12）控制变量液压马达（9）的排量从而调节系统压力到预先设定的值；第二转速传感器（20）将采集到的当前发电机转速信号传输给控制器（12），控制器（12）将发电机当前转速与发电机额定转速进行比较，控制器（12）根据发电机当前转速与发电机额定转速的比较值控制第二变量液压泵（8）的排量，从而改变其施加在发电机（10）主轴上的力矩，从而将发电机转速调节到发电机额定转速