風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電是通過將空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)而通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，在新能源開發(fā)領(lǐng)域中發(fā)展最快及最具發(fā)展?jié)摿Α?br>[0003]由于風(fēng)能作為一種間歇性能源，具有很大的隨機(jī)性和不可控制性，因此在將風(fēng)力發(fā)電機(jī)投入生產(chǎn)前，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能進(jìn)行測試是非常必要的步驟。
[0004]現(xiàn)有的對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的測試，通常是采用軟件設(shè)定風(fēng)速和風(fēng)向，并根據(jù)這種模擬的風(fēng)速和風(fēng)向來測試風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電性能。但這種用軟件模擬風(fēng)速和風(fēng)向的方法受軟件設(shè)計(jì)的限制，風(fēng)速和風(fēng)向都不夠接近實(shí)際情況，使得對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的測試不夠真實(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的測試不夠真實(shí)的技術(shù)問題，通過采用風(fēng)模擬裝置和風(fēng)檢測裝置，實(shí)時(shí)模擬自然風(fēng)，并通過檢測模擬的自然風(fēng)控制風(fēng)力發(fā)電裝置的工作，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)測試發(fā)電機(jī)性能的技術(shù)效果O
[0006]為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
提供了一種風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置，包括風(fēng)力發(fā)電裝置、模擬風(fēng)裝置和風(fēng)檢測裝置；所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變速箱和風(fēng)機(jī)葉片，所述電動(dòng)機(jī)連接所述發(fā)電機(jī)并帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述變速箱連接所述電動(dòng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)葉片通過軸輪連接所述變速箱，所述電動(dòng)機(jī)使得所述變速箱按照變速比驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)；所述模擬風(fēng)裝置模擬自然風(fēng)，所述風(fēng)檢測裝置檢測所述模擬風(fēng)裝置模擬的自然風(fēng)，并將檢測數(shù)據(jù)傳送給所述發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)改變其轉(zhuǎn)速及所述風(fēng)機(jī)葉片的迎風(fēng)角。
[0007]進(jìn)一步的，所述模擬風(fēng)裝置置于所述風(fēng)檢測裝置的上端，包括第一大齒輪、第一小齒輪、直流電機(jī)、第一電刷和鼓風(fēng)機(jī)；所述直流電機(jī)連接所述第一小齒輪，驅(qū)動(dòng)所述第一小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一小齒輪與所述第一大齒輪嚙合，使得所述第一小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)所述第一大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述電刷套接于一中空桿上，所述中空桿的一端連接所述第一大齒輪，所述第一大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述中空桿轉(zhuǎn)動(dòng)；所述電刷外側(cè)連接交流電，內(nèi)側(cè)連接置于所述中空桿內(nèi)的電源線的一端，所述電源線的另一端連接所述鼓風(fēng)機(jī)，使得所述交流電源通過所述電刷及所述電源線驅(qū)動(dòng)所述鼓風(fēng)機(jī)工作；所述鼓風(fēng)機(jī)通過一連桿連接與所述中空桿的另一端上，所述中空桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述連桿以所述中空桿為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得所述鼓風(fēng)機(jī)以所述中空桿為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步的，所述風(fēng)檢測裝置置于所述風(fēng)力發(fā)電裝置的頂端，包括風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速儀。
[0009]進(jìn)一步的，所述風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置還包括由塔筒支撐的底座，所述風(fēng)力發(fā)電裝置置于所述底座上；所述底座下端設(shè)置第二小齒輪和第二大齒輪，所述第二小齒輪與所述第二大齒輪嚙合；所述底座上端安裝至少一個(gè)偏航電機(jī)，所述偏航電機(jī)根據(jù)所述風(fēng)檢測裝置檢測的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)所述第二小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述第二大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二大齒輪帶動(dòng)所述底座轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述底座帶動(dòng)所述風(fēng)力發(fā)電裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步的，所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括液壓泵，所述液壓泵根據(jù)其液位傳感器檢測的數(shù)據(jù)，控制所述底座中部的液壓缸中的控制桿伸出，所述控制桿閘住所述第二大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]進(jìn)一步的，所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括液壓抱閘，所述液壓抱閘置于所述變速箱的軸輪上，在所述電動(dòng)機(jī)斷電后閘住所述軸輪使得所述風(fēng)機(jī)葉片停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步的，所述風(fēng)機(jī)葉片上安裝有PLC;所述風(fēng)機(jī)葉片還連接有變槳電機(jī)，所述PLC控制所述變槳電機(jī)改變所述風(fēng)機(jī)葉片的迎風(fēng)角。
[0013]進(jìn)一步的，所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括置于所述發(fā)電機(jī)周圍的制冷風(fēng)機(jī)、加熱器和傳感器。
[0014]進(jìn)一步的，所述風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置還包括龍門吊，所述風(fēng)模擬裝置吊裝在所述龍門吊上；所述龍門吊還包括電葫蘆，所述電葫蘆用于吊裝所述風(fēng)力發(fā)電裝置。
[0015]基于上述的風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置，本發(fā)明還提供一種風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置的控制方法，通過簡單的控制就可實(shí)現(xiàn)真實(shí)模擬自然風(fēng)狀態(tài)，并根據(jù)模擬的自然風(fēng)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電。
[0016]一種風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置的控制方法，所述風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置包括風(fēng)力發(fā)電裝置、模擬風(fēng)裝置和風(fēng)檢測裝置；所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變速箱和風(fēng)機(jī)葉片，所述電動(dòng)機(jī)連接所述發(fā)電機(jī)并帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述變速箱連接所述電動(dòng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)葉片通過軸輪連接所述變速箱，所述電動(dòng)機(jī)使得所述變速箱按照變速比驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)；所述風(fēng)檢測裝置檢測所述模擬風(fēng)裝置模擬的自然風(fēng)，并將檢測數(shù)據(jù)傳送給所述發(fā)電機(jī)；所述風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置的控制方法包括以下步驟:
步驟SOl:控制所述風(fēng)模擬裝置模擬自然風(fēng)；
步驟S02:控制所述風(fēng)檢測裝置檢測所述風(fēng)模擬裝置模擬自然風(fēng)的數(shù)據(jù)；
步驟S03:根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)控制所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以及所述風(fēng)機(jī)葉片的迎風(fēng)角。
[0017]本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置及其控制方法中，除了風(fēng)力發(fā)電裝置，還設(shè)置有風(fēng)模擬裝置和風(fēng)檢測裝置；風(fēng)模擬裝置模擬自然風(fēng)，風(fēng)檢測裝置檢測模擬的自然風(fēng)，并將檢測的數(shù)據(jù)傳送給風(fēng)力發(fā)電裝置，風(fēng)力發(fā)電裝置根據(jù)模擬自然風(fēng)的狀態(tài)調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速和迎風(fēng)角；通過上述過程，與軟件模擬風(fēng)速和風(fēng)向比較，風(fēng)模擬裝置能真實(shí)的模擬自然風(fēng)的風(fēng)速和風(fēng)向，風(fēng)力發(fā)電裝置根據(jù)模擬自然風(fēng)的風(fēng)速和風(fēng)向進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能測試，能夠以較真實(shí)的情況測試發(fā)電機(jī)的性能。
[0018]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清
λ.Μ
/E.ο
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明提出的風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置的裝置圖；
圖2為本發(fā)明提出的模擬風(fēng)裝置的裝置圖； 圖3為本發(fā)明提出的風(fēng)檢測裝置的裝置圖；
圖4為本發(fā)明提出的底座的不意圖；
圖5為本發(fā)明提出的又一風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置的裝置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0021]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0022]如圖1至圖5所示，為本發(fā)明所提出的風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置的一個(gè)實(shí)施例。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明提出的風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置，包括風(fēng)力發(fā)電裝置A，所述風(fēng)力發(fā)電裝置A包括發(fā)電機(jī)1、電動(dòng)機(jī)2、變速箱3和風(fēng)機(jī)葉片4 ;所述電動(dòng)機(jī)2連接所述發(fā)電機(jī)I并帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)；所述變速箱3連接所述所述電動(dòng)機(jī)2，所述風(fēng)機(jī)葉片4通過軸輪12連接所述變速箱3，所述電動(dòng)機(jī)2使得所述變速箱3按照變速比驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)機(jī)葉片4轉(zhuǎn)動(dòng)；所述風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置還包括模擬風(fēng)裝置B、風(fēng)檢測裝置C和控制臺(tái)；所述模擬風(fēng)裝置B模擬自然風(fēng)，所述風(fēng)檢測裝置檢測C所述模擬風(fēng)裝置B模擬的自然風(fēng)，并將檢測數(shù)據(jù)傳送給控制臺(tái)，所述控制臺(tái)根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)控制所述發(fā)電機(jī)I的轉(zhuǎn)速，以及所述風(fēng)機(jī)葉片4的迎風(fēng)角。
[0024]具體的，如圖1所示，所述風(fēng)檢測裝置C置于所述風(fēng)力發(fā)電裝置A的頂端，如圖3所示包括風(fēng)向標(biāo)51和風(fēng)速儀52 ;風(fēng)向標(biāo)用于檢測模擬自然風(fēng)的風(fēng)向，風(fēng)速儀用于檢測模擬自然風(fēng)的風(fēng)速。如圖2所示，所述模擬風(fēng)裝置B置于所述風(fēng)檢測裝置C的上端，用于模擬自然風(fēng)；則風(fēng)檢測裝置C檢測模擬風(fēng)裝置B產(chǎn)生的模擬自然風(fēng)的風(fēng)向和風(fēng)速，并將包含風(fēng)向和風(fēng)速的檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給控制臺(tái)，控制臺(tái)根據(jù)風(fēng)速的大小改變發(fā)電機(jī)I的轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)葉片4的迎風(fēng)角。
[0025]變速箱3的變速比可固定也可以不固定，優(yōu)選的為固定比值，例如10:1，即電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)，變速箱驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)。
[0026]更具體的,風(fēng)機(jī)葉片上還設(shè)置有PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)和變槳電機(jī)10，置于風(fēng)機(jī)葉片4旁側(cè)的第二電刷11的外側(cè)連接交流電源，內(nèi)側(cè)通過電源線連接PLC，實(shí)現(xiàn)為PLC提供工作電壓。控制臺(tái)根據(jù)風(fēng)檢測裝置檢測的風(fēng)速，產(chǎn)生控制命令傳送給PLC，PLC控制變槳電機(jī)10，變槳電機(jī)10基于PLC的控制改變風(fēng)機(jī)葉片的迎風(fēng)角。實(shí)際中，當(dāng)風(fēng)速增大時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速也會(huì)增加，當(dāng)風(fēng)速過大時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速過高會(huì)損壞風(fēng)機(jī)葉片，因此，在風(fēng)速過大時(shí)，使用PLC控制變槳電機(jī)，由變槳電機(jī)改變風(fēng)機(jī)葉片的迎風(fēng)角(例如使得風(fēng)機(jī)葉片偏離風(fēng)向)，使風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速適當(dāng)降低，有利于保護(hù)風(fēng)機(jī)葉片不受損壞。
[0027]如圖2所示，模擬風(fēng)裝置B包括第一大齒輪6 1、第一小齒輪6 2、直流電機(jī)63、第一電刷64和鼓風(fēng)機(jī)67 ;所述直流電機(jī)63連接所述第一小齒輪62,驅(qū)動(dòng)所述第一小齒輪62轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一小齒輪62與所述第一大齒輪61嚙合，使得所述第一小齒輪62轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)所述第一大齒輪61轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一電刷64套接于一中空桿65上，所述中空桿65的一端連接所述第一大齒輪61，所述第一大齒輪61轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述中空桿65轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一電刷64外側(cè)連接交流電，內(nèi)側(cè)連接置于所述中空桿65內(nèi)的電源線的一端，所述電源線的另一端連接所述鼓風(fēng)機(jī)67，使得所述交流電源通過所述第一電刷64及所述電源線驅(qū)動(dòng)所述鼓風(fēng)機(jī)67工作；所述鼓風(fēng)機(jī)67通過一連桿66連接于所述中空桿65的另一端上,所述中空桿65轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述連桿66以所述中空桿65為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得所述鼓風(fēng)機(jī)67以所述中空桿65為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0028]這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得鼓風(fēng)機(jī)在連桿的帶動(dòng)下，以中空桿為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，由此來模擬來自不同方向的自然風(fēng)，而改變鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量可以模擬自然風(fēng)的風(fēng)速；則將風(fēng)檢測裝置C置于模擬風(fēng)裝置B的下端，使得鼓風(fēng)機(jī)圍繞風(fēng)