專利名稱：一種50kw風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及控制器，特別是涉及一種50KW風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)控制
班 器。
背景技術(shù)：
風(fēng)力提水作為風(fēng)能利用的主要方式之一，在解決農(nóng)牧業(yè)灌排、邊遠(yuǎn)地區(qū)的人畜 飲水以及沿海養(yǎng)魚、制鹽等方面都不失為一種簡單、可靠、有效的實用技術(shù)。目前， 一般的風(fēng)力提水機(jī)只能提水，不能發(fā)電。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提 供一種50KW風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)控制器。
本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn) 一種50KW風(fēng)力發(fā)電與提 水兩用機(jī)控制器，其特征在于，包括風(fēng)機(jī)運行控制PLC、功能控制PLC、用于采 集風(fēng)向的角度傳感器、用于采集風(fēng)速的速度傳感器、用于采集發(fā)電機(jī)軸溫的溫度傳 感器、用于采集電壓信號的電壓變送器、用于采集水位的水位傳感器以及充電提水 切換開關(guān)，所述的風(fēng)機(jī)運行控制PLC與功能控制PLC、角度傳感器、速度傳感器、 溫度傳感器以及兩用機(jī)的調(diào)向機(jī)構(gòu)和剎車機(jī)構(gòu)連接，所述的功能控制PLC與電壓 變送器、水位傳感器、充電提水切換開關(guān)以及兩用機(jī)的泄荷機(jī)構(gòu)連接，所述的充電 提水切換開關(guān)與兩用機(jī)的蓄電機(jī)構(gòu)以及提水機(jī)構(gòu)連接。
本實用新型還包括警報器，該警報器與風(fēng)機(jī)運行控制PLC連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，兩臺PLC分別控制風(fēng)機(jī)運行和提水 與發(fā)電轉(zhuǎn)換功能，相互協(xié)調(diào)，獨立工作，并且兩臺PLC合理地安裝在同一個控制 柜臺里，成本低，電路連接可靠，可實現(xiàn)提水和發(fā)電由PLC控制可以自動切換。

圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為50KW風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
如圖1所示， 一種50KW風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)控制器，包括風(fēng)機(jī)運行控制 PLC1、功能控制PLC2、用于采集風(fēng)向的角度傳感器3、用于采集風(fēng)速的速度傳感 器4、用于采集發(fā)電機(jī)軸溫的溫度傳感器5、用于采集電壓信號的電壓變送器6、 用于采集水位的水位傳感器7以及充電提水切換開關(guān)8，所述的風(fēng)機(jī)運行控制PLC1 與功能控制PLC2、角度傳感器3、速度傳感器4、溫度傳感器5以及兩用機(jī)的調(diào) 向機(jī)構(gòu)9和剎車機(jī)構(gòu)10連接，所述的功能控制PLC2與電壓變送器6、水位傳感 器7、充電提水切換開關(guān)8以及兩用機(jī)的泄荷機(jī)構(gòu)11連接，所述的充電提水切換 開關(guān)8與兩用機(jī)的蓄電機(jī)構(gòu)12以及提水機(jī)構(gòu)13連接。
本實用新型還包括警報器14，該警報器14與風(fēng)機(jī)運行控制PLC1連接。
本控制器由二部分份組成，即風(fēng)機(jī)運行控制和發(fā)電與提水等系統(tǒng)功能控制。
第一部分由一臺可編程控制器(PLC)為中心實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動、發(fā)電、 停機(jī)、功率調(diào)節(jié)等風(fēng)機(jī)運行功能的控制。
第二部分則由另一臺可編程控制器為中心，對系統(tǒng)提水或發(fā)電功能進(jìn)行調(diào)控。
當(dāng)蓄水水箱未滿，而且風(fēng)機(jī)輸出電壓超過340V時，由PLC指令提水電路打 開，驅(qū)動潛水電泵提水，系統(tǒng)為提水系統(tǒng)。
當(dāng)水箱水滿后，PLC指令提水電路關(guān)閉。充電電路打開，向蓄電池充電，本 系統(tǒng)則變?yōu)榘l(fā)電系統(tǒng)。
當(dāng)需要時，也可以人工轉(zhuǎn)換提水或充電功能。本控制器與50KW提水與發(fā)電 兩用機(jī)組共同實現(xiàn)提水和發(fā)電兩種功能。
一、風(fēng)機(jī)運行控制動能-
a.風(fēng)力機(jī)調(diào)向控制、失速控制功能
在工作風(fēng)速范圍內(nèi)，由風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)向傳感器組成的風(fēng)向采樣系統(tǒng)采集風(fēng)向參數(shù)； 同時由風(fēng)速儀、風(fēng)速傳感器組成的風(fēng)速采樣系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)速參數(shù)采集，再由PLC控 制調(diào)向變頻調(diào)速器、調(diào)向電動機(jī)構(gòu)成的調(diào)向機(jī)構(gòu)動作，使風(fēng)輪迎風(fēng)面始終處于最佳迎風(fēng)狀態(tài)，以便風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪能獲取風(fēng)能利用率達(dá)到最好。
或在風(fēng)速超速，發(fā)電機(jī)過載時，由PLC控制下的調(diào)向變頻調(diào)速器、調(diào)向電動 機(jī)構(gòu)成的調(diào)向機(jī)構(gòu)動作，使風(fēng)輪迎風(fēng)面偏離正風(fēng)向，進(jìn)行失速功率調(diào)整。 b.剎車控制；
由風(fēng)速儀、風(fēng)速傳感器組成的采樣系統(tǒng)和PLC控制下的剎車變頻調(diào)速器及氣
泵等構(gòu)成剎車機(jī)構(gòu)，執(zhí)行停車、超速剎車功能。
由溫度傳感器等與PLC實現(xiàn)發(fā)電機(jī)軸溫測試與超限報警及剎車等功能。 二、系統(tǒng)綜合控制主要控制動能-
a. 水泵運行程序化自動控制。
系統(tǒng)整流并連后的總電壓為水泵起動、抽水、停機(jī)指令的主要技術(shù)參數(shù)。取樣 電壓傳感器(電壓變送器)向PLC不斷傳送電壓值信號，當(dāng)系統(tǒng)直流電壓即輸入 功率到達(dá)設(shè)定值時，經(jīng)PLC計算，則向變頻調(diào)速器發(fā)出起動、抽水、或停機(jī)指令， 變頻調(diào)速器驅(qū)動水泵起動、抽水、或停機(jī)。
變頻調(diào)速器內(nèi)的電壓頻率比較電路，可根據(jù)輸入電壓值計算出在380V/50Hz 壓頻比下，此電壓相對應(yīng)的電動機(jī)的頻率值，并依據(jù)這一頻率值，進(jìn)行逆變，向水 泵電機(jī)提供變頻率電流，驅(qū)動電動機(jī)變頻調(diào)速運行，達(dá)到變流量提水(實則是變功 率提水)。
而且系統(tǒng)為適應(yīng)風(fēng)電和光電的波動變化，還可按不同功率梯次，配置2臺或多 臺水泵，且由總控控制器依據(jù)輸入電流大小，按設(shè)定程序?qū)Ω髋_水泵分別自動切入 切出，確實保證輸入功率與輸出功率匹配良好。
b. 限壓自動控制
由可編程控制器(PLC)控制的泄荷器(電阻性負(fù)載)的開關(guān)電路，系統(tǒng)整流 并連后的總電壓超壓時，電路導(dǎo)通，泄荷器泄放多余電量，達(dá)到對風(fēng)機(jī)和太陽電池 輸出的直流波動電壓自動控制，完全可以使風(fēng)機(jī)和太陽電池直流并聯(lián)后的直流波動 電壓始終嚴(yán)格保持在DC620V以下
如圖2為本控制器在50KW風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)中的應(yīng)用，兩用機(jī)的功能 是首先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后用電能驅(qū)動水泵提水或者向蓄電池充電。
兩用機(jī)的單臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率50KW。主要使用功能有兩項
1)發(fā)電與供電功能
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能與控制器、蓄電池和逆變器共同組成獨立運行的離網(wǎng)型風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)，與其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)無異。風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能可向蓄電池充電，經(jīng)逆變
器向用戶輸送50HZ的三相380V (或單相220V)交流電；在冬季提水量小時，可 驅(qū)動電暖氣或加熱水供暖。 2)直接提水功能
當(dāng)蓄水水箱未滿，而且風(fēng)機(jī)輸出電壓超過340V時，由PLC指令提水電路打 開，直接驅(qū)動三相異步電動機(jī)的潛水電泵提水，系統(tǒng)為提水系統(tǒng)。 本風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)的構(gòu)成
a) 50kW稀土永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一臺；
b) 50kW風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)控制器一臺；
c) 可跟據(jù)用戶需要配備60kW以下的三相(或單相)逆變器一臺；
d) 額定電壓480V (或220V)容量1000Ah以上的蓄電池組；
e) 跟據(jù)用戶需要，可配功率25kW以內(nèi)交流潛水泵一臺。
權(quán)利要求1.一種50KW風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)控制器，其特征在于，包括風(fēng)機(jī)運行控制PLC、功能控制PLC、用于采集風(fēng)向的角度傳感器、用于采集風(fēng)速的速度傳感器、用于采集發(fā)電機(jī)軸溫的溫度傳感器、用于采集電壓信號的電壓變送器、用于采集水位的水位傳感器以及充電提水切換開關(guān)，所述的風(fēng)機(jī)運行控制PLC與功能控制PLC、角度傳感器、速度傳感器、溫度傳感器以及兩用機(jī)的調(diào)向機(jī)構(gòu)和剎車機(jī)構(gòu)連接，所述的功能控制PLC與電壓變送器、水位傳感器、充電提水切換開關(guān)以及兩用機(jī)的泄荷機(jī)構(gòu)連接，所述的充電提水切換開關(guān)與兩用機(jī)的蓄電機(jī)構(gòu)以及提水機(jī)構(gòu)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種50KW風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)控制器，其特征 在于，還包括警報器，該警報器與風(fēng)機(jī)運行控制PLC連接。
專利摘要本實用新型涉及一種50KW風(fēng)力發(fā)電與提水兩用機(jī)控制器，包括風(fēng)機(jī)運行控制PLC、功能控制PLC、角度傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、電壓變送器、水位傳感器以及充電提水切換開關(guān)，所述的風(fēng)機(jī)運行控制PLC與功能控制PLC、角度傳感器、速度傳感器、溫度傳感器以及兩用機(jī)的調(diào)向機(jī)構(gòu)和剎車機(jī)構(gòu)連接，所述的功能控制PLC與電壓變送器、水位傳感器、充電提水切換開關(guān)以及兩用機(jī)的泄荷機(jī)構(gòu)連接，所述的充電提水切換開關(guān)與兩用機(jī)的蓄電機(jī)構(gòu)以及提水機(jī)構(gòu)連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，兩臺PLC分別控制風(fēng)機(jī)運行和提水與發(fā)電轉(zhuǎn)換功能，相互協(xié)調(diào)，獨立工作，并且兩臺PLC合理地安裝在同一個控制柜臺里，成本低，電路連接可靠，可實現(xiàn)提水和發(fā)電由PLC控制可以自動切換。
文檔編號F03D7/00GK201424999SQ20092007600
公開日2010年3月17日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者賈大江 申請人:上海萬德風(fēng)力發(fā)電股份有限公司