專利名稱：使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種使用超級電容器的風輪機變槳控 制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如今，風輪機相當?shù)爻墒?。它們典型地被安裝在塔上，并且具有安裝在輪軸上的多 個葉片(通常為三個)，以圍繞相對于輪艙的水平軸線旋轉(zhuǎn)。輪艙可以面向迎風的方向。各 葉片典型地具有可變的槳距，并且各葉片的槳距可以彼此獨立控制。這些葉片典型地設置 為以120度的角度間隔。當一個葉片向下時，靠近地面的風典型地小于在另外兩個葉片上 的風的速度。因此調(diào)整槳距需要達到在受到地面影響或陣風影響的情況下使得輪軸的旋轉(zhuǎn) 速度適當恒定。然而，在實際應用中，僅僅通過馬達控制風輪機葉片的槳距，常常導致控制不夠精 準，而且在斷電時，難以對風輪機繼續(xù)進行操作。因此，本實用新型的主要目標是提供一種使用超級電容器的風輪機變槳控制系 統(tǒng)，尤其是在斷電時也能操作使用的風輪機變槳控制系統(tǒng)。本實用新型利用液壓裝置實現(xiàn) 了風輪機葉片槳距的精準控制。
發(fā)明內(nèi)容因此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實用新型的目的是提供一種控制系統(tǒng)，特別 是提供一種使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)。本實用新型的風輪機變槳控制系統(tǒng)能 夠在斷電的情況下，對風輪機葉片的槳距進行精準控制，并且如果斷電時間過長，還能夠及 時關(guān)閉風輪機。為達到上述目的，本實用新型提供一種使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)， 其中，所述控制系統(tǒng)包括無刷直流電機，用于改變風輪機的葉片的槳距；伺服驅(qū)動器，其能夠接受外部電源的供電，并且能夠向所述無刷直流電機供電；超級電容器，其與所述伺服驅(qū)動器電連接，且接受所述外部電源的供電，用于存儲 利用風輪機發(fā)電產(chǎn)生的電能，并在所述外部電源斷電時，向所述伺服驅(qū)動器提供緊急備用 電能；液泵，其與所述無刷直流電機相連，由所述無刷電流電機驅(qū)動；儲液器，其與所述液泵連通，用于向所述液泵供液；操控組件，其與所述液泵相連，且結(jié)合至所述風輪機的葉片，通過所述液泵的驅(qū)動 調(diào)整所述葉片的方向，從而改變所述葉片的槳距。進一步地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述操控組件包括 缸體和設置于所述缸體中的活塞，所述活塞結(jié)合至所述風輪機的葉片；其中，所述活塞將所 述缸體分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和第二腔室分別與其與所述液泵連通，接
3受所述液泵的液壓輸出。進一步地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)還包 括控制器，所述控制器控制所述液泵與所述第一腔室和第二腔室之間的連通管路中閥門的 開關(guān)。進一步地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述超級電容器的 能量設計為能提供充足的能量來關(guān)閉風輪機。進一步地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)還包 括充電單元，其與所述超級電容器和所述伺服驅(qū)動器相連，用于利用所述外部電源的電能 向所述超級電容器和所述伺服驅(qū)動器充電。進一步地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述控制器包括監(jiān) 測所述超級電容器的電量的監(jiān)測單元，所述監(jiān)測單元設計為當監(jiān)測到所述超級電容器的電 量高于一預定值時，通知所述控制器控制所述操作組件使得風輪機的葉片槳距變化。進一步地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述監(jiān)測單元設計 為當監(jiān)測到所述超級電容器的電量低于所述預定值時，通知所述控制器控制所述操作組件 使得風輪機關(guān)閉。進一步地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述風輪機具有三 個葉片。進一步地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述操作組件設置 在風輪機的輪軸上。進一步地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述液泵為往復式 容積泵。使用本實用新型的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，能夠在斷電的情況 下，對風輪機葉片的槳距進行精準控制，并且如果斷電時間過長，還能夠及時關(guān)閉風輪機。 換言之，本發(fā)明創(chuàng)造性地利用伺服驅(qū)動器和液壓裝置精確地控制風輪機葉片的槳距，從而 使得風輪機的能量輸出更加穩(wěn)定。

圖1為根據(jù)本實用新型的一個實施方式的使用超級電容器的風輪機變槳控制系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本實用新型的另一個實施方式的使用超級電容器的風輪機變槳控制 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本實用新型的又一個實施方式的使用超級電容器的風輪機變槳控制 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖，對本實用新型進行詳細的描述。圖1顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施方式的使用超級電容器的風輪機變槳控 制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，包括無刷直流電機，用于改變風輪機的葉片的槳距；伺服驅(qū)動器，其能夠接受外部電源的供電，并且能夠向所述無 刷直流電機供電；超級電容器，其與所述伺服驅(qū)動器電連接，且接受所述外部電源的供電， 用于存儲利用風輪機發(fā)電產(chǎn)生的電能，并在所述外部電源斷電時，向所述伺服驅(qū)動器提供 緊急備用電能；液泵，其與所述無刷直流電機相連，由所述無刷電流電機驅(qū)動；儲液器，其 與所述液泵連通，用于向所述液泵供液；操控組件，其與所述液泵相連，且結(jié)合至所述風輪 機的葉片，通過所述液泵的驅(qū)動調(diào)整所述葉片的方向，從而改變所述葉片的槳距。伺服驅(qū)動器通常由外部電源供電，但是一旦發(fā)生外部電源斷電的情況，則由超級 電容器供電，伺服驅(qū)動器繼續(xù)執(zhí)行調(diào)節(jié)葉片槳距的功能。然而如果斷電時間過長，則伺服驅(qū) 動器在超級電容器的電量尚未耗盡之前，及時開始執(zhí)行關(guān)閉風輪機的任務。超級電容器在外部電源有電時，被外部電源充電，在外部電源斷電時，超級電容器 充當電源使用，向伺服驅(qū)動器供電。為了精確地控制風輪機葉片的槳距，本實用新型采用了電機和液壓裝置結(jié)合的方 式，因此設置了液泵和與液泵連接的操控組件。通過電機控制液泵和操控組件，來改變?nèi)~片 的槳距。實踐中，本實用新型所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述操控 組件包括缸體和設置于所述缸體中的活塞，所述活塞結(jié)合至所述風輪機的葉片；其中，所 述活塞將所述缸體分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和第二腔室分別與其與所述液 泵連通，接受所述液泵的液壓輸出。在這種情況下，液泵產(chǎn)生的液壓輸出可以通過管路進入第一腔室中，當液壓輸出 進入第一腔室時，活塞會移動使得第一腔室擴大，而相反，當液泵產(chǎn)生的液壓輸出通過管路 進入第二腔室中時，活塞會移動使得第一腔室縮小。因此，通過控制液泵對兩個腔室的液壓 輸出，就能使得活塞移動，從而帶動葉片槳距的變化。優(yōu)選地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)還包括 控制器，所述控制器控制所述液泵與所述第一腔室和第二腔室之間的連通管路中閥門的開 關(guān)。通過控制器對開關(guān)的控制，就能實現(xiàn)對兩個腔室液壓輸出的控制。優(yōu)選地，所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述超級電容器的能 量設計為能提供充足的能量來關(guān)閉風輪機。這樣，至少能夠保證斷電后，超級電容器足以順 利將風輪機關(guān)閉。所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)還包括充電單 元，其與所述超級電容器和所述伺服驅(qū)動器相連，用于利用所述外部電源的電能向所述超 級電容器和所述伺服驅(qū)動器充電。也就是說，外部電源通過充電單元向超級電容器和伺服 驅(qū)動器供電。所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述控制器包括監(jiān)測所述超級 電容器的電量的監(jiān)測單元，所述監(jiān)測單元設計為當監(jiān)測到所述超級電容器的電量高于一預 定值時，通知所述控制器控制所述操作組件使得風輪機的葉片槳距變化。這個預定值以剩 下的電量還足以將風輪機關(guān)閉為限。而且，監(jiān)測單元可以通過監(jiān)測超級電容器兩端的電壓 來確定超級電容器所余電量。所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述監(jiān)測單元設計為當監(jiān)測到 所述超級電容器的電量低于所述預定值時，通知所述控制器控制所述操作組件使得風輪機關(guān)閉。所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述風輪機具有三個葉片。所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述操作組件設置在風輪機的 輪軸上。實際上，也可以設置在輪艙中。所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)中，所述液泵為往復式容積泵。盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列 運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地 實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
權(quán)利要求一種使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括無刷直流電機，用于改變風輪機的葉片的槳距；伺服驅(qū)動器，其能夠接受外部電源的供電，并且能夠向所述無刷直流電機供電；超級電容器，其與所述伺服驅(qū)動器電連接，且接受所述外部電源的供電，用于存儲利用風輪機發(fā)電產(chǎn)生的電能，并在所述外部電源斷電時，向所述伺服驅(qū)動器提供緊急備用電能；液泵，其與所述無刷直流電機相連，由所述無刷電流電機驅(qū)動；儲液器，其與所述液泵連通，用于向所述液泵供液；操控組件，其與所述液泵相連，且結(jié)合至所述風輪機的葉片，通過所述液泵的驅(qū)動調(diào)整所述葉片的方向，從而改變所述葉片的槳距。
2.如權(quán)利要求1所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操 控組件包括 缸體和設置于所述缸體中的活塞，所述活塞結(jié)合至所述風輪機的葉片；其中，所述活塞將所述缸體分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和第二腔室分別 與其與所述液泵連通，接受所述液泵的液壓輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控 制系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器控制所述液泵與所述第一腔室和第二腔室之間的連通管 路中閥門的開關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述超 級電容器的能量設計為能提供充足的能量來關(guān)閉風輪機。
5.如權(quán)利要求1所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控 制系統(tǒng)還包括充電單元，其與所述超級電容器和所述伺服驅(qū)動器相連，用于利用所述外部 電源的電能向所述超級電容器和所述伺服驅(qū)動器充電。
6.如權(quán)利要求1所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控 制器包括監(jiān)測所述超級電容器的電量的監(jiān)測單元，所述監(jiān)測單元設計為當監(jiān)測到所述超級 電容器的電量高于一預定值時，通知所述控制器控制所述操作組件使得風輪機的葉片槳距 變化。
7.如權(quán)利要求6所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān) 測單元設計為當監(jiān)測到所述超級電容器的電量低于所述預定值時，通知所述控制器控制所 述操作組件使得風輪機關(guān)閉。
8.如權(quán)利要求1所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風 輪機具有三個葉片。
9.如權(quán)利要求1所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操 作組件設置在風輪機的輪軸上。
10.如權(quán)利要求1所述的使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液泵為往復式容積泵。
專利摘要本實用新型涉及一種使用超級電容器的風輪機變槳控制系統(tǒng)，包括無刷直流電機，用于改變風輪機的葉片的槳距；伺服驅(qū)動器，其能夠接受外部電源的供電，并且能夠向所述無刷直流電機供電；超級電容器，其與所述伺服驅(qū)動器電連接，且接受所述外部電源的供電，用于存儲利用風輪機發(fā)電產(chǎn)生的電能，并在所述外部電源斷電時，向所述伺服驅(qū)動器提供緊急備用電能；液泵，其與所述無刷直流電機相連，由所述無刷電流電機驅(qū)動；儲液器，其與所述液泵連通，用于向所述液泵供液；操控組件，其與所述液泵相連，且結(jié)合至所述風輪機的葉片，通過所述液泵的驅(qū)動調(diào)整所述葉片的方向，從而改變所述葉片的槳距。本實用新型的變槳控制系統(tǒng)控制精準，并且斷電時也能使用。
文檔編號F03D7/02GK201679627SQ20102005629
公開日2010年12月22日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者李兵, 楊國慶, 閻貴東 申請人:深圳市今朝時代新能源技術(shù)有限公司