申请/专利权人：上海电力学院

申请日：2019-06-06

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN110185788B

主分类号：F16H61/02

分类号：F16H61/02;F16H57/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2019.09.24#实质审查的生效;2019.08.30#公开

摘要：本发明涉及一种用于近海风力发电的恒速输出装置，该装置包括用于采集实时风速的风速度传感器20、用于风力发电机组恒速输出的无级变速器10、用于采集无级变速器10实际输出速度的输出端速度传感器21、用于控制无级变速器10实际输出速度恒定的数据分析及控制器30以及用于控制无级变速器10工作温度的温控组件，所述的风速度传感器20、无级变速器10、输出端速度传感器21和温控组件均连接至数据分析及控制器30。与现有技术相比，本发明装置体积小巧，可靠性高，变速比可连续变化，整体输出端速度波动小，风力发电机组输出电流质量好。

主权项：1.一种用于近海风力发电的恒速输出装置，其特征在于，该装置包括用于采集实时风速的风速度传感器（20）、用于风力发电机组恒速输出的无级变速器（10）、用于采集无级变速器（10）实际输出速度的输出端速度传感器（21）、用于控制无级变速器（10）实际输出速度恒定的数据分析及控制器（30）以及用于控制无级变速器（10）工作温度的温控组件，所述的风速度传感器（20）、无级变速器（10）、输出端速度传感器（21）和温控组件均连接至数据分析及控制器（30）；恒速输出装置启动时刻，数据分析及控制器（30）根据风速度传感器（20）采集的实时风速控制无级变速器（10）按照初始变速比进入工作状态；当风速度传感器（20）采集的实时风速变化时，无级变速器（10）实际输出速度变化，输出端速度传感器（21）实时采集无级变速器（10）实际输出速度，一旦无级变速器（10）实际输出速度变化，数据分析及控制器（30）控制无级变速器（10）的变速比使其恒速输出；恒速输出装置工作过程中，温控组件持续工作，保持无级变速器（10）工作温度在合适范围内；所述的温控组件包括温度传感器（22）和温度调节器（50），所述的温度传感器（22）和温度调节器（50）均连接至数据分析及控制器（30）；所述的温度传感器（22）设置多个并分散设置在无级变速器（10）箱体上，所述的温度传感器（22）均连接至数据分析及控制器（30）；所述的温度调节器（50）包括散热风扇。

全文数据：一种用于近海风力发电的恒速输出装置技术领域本发明涉及近海风力发电领域，尤其是涉及一种用于近海风力发电的恒速输出装置。背景技术目前风力发电机组从输入端速度整体上可以分为恒速恒频风力发电机组和变速恒频风力发电机组，相对与变速恒频风力发电机组，恒速恒频风力发电机组不需要采用大功率全控开关器件进行变频控制，因而整机成本低，系统相对简单可靠性好，特别适合于近海等盛行风相对变化小的区域。目前，恒速恒频风力发电机组输入端主要使用齿轮箱来控制输出端速度恒定，由于采用了齿轮箱，其整体体积大，且变速比范围小。发明内容本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于近海风力发电的恒速输出装置。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于近海风力发电的恒速输出装置，该装置包括用于采集实时风速的风速度传感器、用于风力发电机组恒速输出的无级变速器、用于采集无级变速器实际输出速度的输出端速度传感器、用于控制无级变速器实际输出速度恒定的数据分析及控制器以及用于控制无级变速器工作温度的温控组件，所述的风速度传感器、无级变速器、输出端速度传感器和温控组件均连接至数据分析及控制器；恒速输出装置启动时刻，数据分析及控制器根据风速度传感器采集的实时风速控制无级变速器按照初始变速比进入工作状态；当风速度传感器采集的实时风速变化时，无级变速器实际输出速度变化，输出端速度传感器实时采集无级变速器实际输出速度，一旦无级变速器实际输出速度变化，数据分析及控制器控制无级变速器的变速比使其恒速输出；恒速输出装置工作过程中，温控组件持续工作，保持无级变速器工作温度在合适范围内。所述的温控组件包括温度传感器和温度调节器，所述的温度传感器和温度调节器均连接至数据分析及控制器。所述的温度传感器设置多个并分散设置在无级变速器箱体上，所述的温度传感器均连接至数据分析及控制器。所述的温度调节器包括散热风扇。所述的风速度传感器、输出端速度传感器和温度传感器均通过无线通信模块通信连接所述的数据分析及控制器。所述的无线通信模块包括蓝牙、WIFI。所述的输出端速度传感器包括霍尔传感器。所述的数据分析及控制器包括嵌入式处理器。与现有技术相比，本发明具有如下优点：1本发明采用无极变速器、输出端速度传感器和数据分析及控制器实现闭环控制，实现风电机组的恒速输出，相比与常规齿轮恒速输出装置，体积小巧，可靠性高，有利于风力发电机组整体结构的优化；2本发明装置的变速比可连续变化，整体输出端速度波动小，风力发电机组输出电流质量好；3本发明设置温控组件能有效保证无极变速器的工作温度，确保无极变速器正常可靠工作，提高整个装置的工作可靠性；4本发明温控组件中设置多个温度传感器，保证测量结果的可靠性；5本发明风速度传感器、输出端速度传感器和温度传感器通过无线通信模块与数据分析及控制器通信连接，避免了海上工况下布置繁杂的通信线路，保证通信的可靠性。附图说明图1为本发明用于近海风力发电的恒速输出装置的结构示意图。图中，10为无级变速器，20为风速度传感器，21为输出端速度传感器，22为温度传感器，30为数据分析及控制器，40为电源，50为温度调节器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。实施例如图1所示，一种用于近海风力发电的恒速输出装置，该装置包括用于采集实时风速的风速度传感器20、用于风力发电机组恒速输出的无级变速器10、用于采集无级变速器10实际输出速度的输出端速度传感器21、用于控制无级变速器10实际输出速度恒定的数据分析及控制器30以及用于控制无级变速器10工作温度的温控组件，风速度传感器20、无级变速器10、输出端速度传感器21和温控组件均连接至数据分析及控制器30。具体地，输出端速度传感器21包括霍尔传感器，数据分析及控制器30包括嵌入式处理器。温控组件包括温度传感器22和温度调节器50，温度传感器22和温度调节器50均连接至数据分析及控制器30。与此同时，风速传感器20、输出端速度传感器21、温度传感器22、数据分析及控制器30和温度调节器50均连接至电源。温度传感器22设置多个并分散设置在无级变速器10箱体上，温度传感器22均连接至数据分析及控制器30，温度调节器50包括散热风扇。温控组件的具体工作原理为：多个温度传感器22同时检测无级变速器10的温度并发送至数据分析及控制器30，当任意一个温度传感器22检测的温度超限时，数据分析及控制器30控制温度调节器工作，使得无级变速器10始终工作于正常温度范围内，提高整个装置的工作可靠性。另外，风速度传感器20、输出端速度传感器21和温度传感器22均通过无线通信模块通信连接数据分析及控制器30，无线通信模块包括蓝牙、WIFI，本实施例采用蓝牙。通过无线通信的形式，避免了海上工况下布置繁杂的通信线路，保证通信的可靠性。本发明用于近海风力发电的恒速输出装置的工作原理具体为：恒速输出装置启动时刻，数据分析及控制器30根据风速度传感器20采集的实时风速控制无级变速器10按照初始变速比进入工作状态。当风速度传感器20采集的实时风速变化时，无级变速器10实际输出速度变化，输出端速度传感器21实时采集无级变速器10实际输出速度，一旦无级变速器10实际输出速度变化，数据分析及控制器30控制无级变速器10的变速比使其恒速输出。具体地：当周围风速增加时，导致无级变速器10输出端速度增加时，输出端速度传感器21通过通讯线路将输出端速度增加信号到数据分析及控制器30，数据分析及控制器30通过控制线路降低无级变速器10的变速比，来降低无级变速器10的输出端速度；当周围风速降低时，导致无级变速器10输出端速度降低时，输出端速度传感器通过通讯线路将输出端速度降低信号到数据分析及控制器30，数据分析及控制器30通过控制线路增加无级变速器10的变速比，来增加无级变速器10的输出端速度。恒速输出装置工作过程中，温控组件持续工作，保持无级变速器10工作温度在合适范围内。本发明用于近海风力发电的恒速输出装置相比与常规齿轮恒速输出装置，体积小巧，可靠性高，有利于风力发电机组整体结构的优化；本发明提供的一种用于近海风力发电的恒速输出装置的变速比可连续变化，整体输出端速度波动小，风力发电机组输出电流质量好。上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

权利要求：1.一种用于近海风力发电的恒速输出装置，其特征在于，该装置包括用于采集实时风速的风速度传感器20、用于风力发电机组恒速输出的无级变速器10、用于采集无级变速器10实际输出速度的输出端速度传感器21、用于控制无级变速器10实际输出速度恒定的数据分析及控制器30以及用于控制无级变速器10工作温度的温控组件，所述的风速度传感器20、无级变速器10、输出端速度传感器21和温控组件均连接至数据分析及控制器30；恒速输出装置启动时刻，数据分析及控制器30根据风速度传感器20采集的实时风速控制无级变速器10按照初始变速比进入工作状态；当风速度传感器20采集的实时风速变化时，无级变速器10实际输出速度变化，输出端速度传感器21实时采集无级变速器10实际输出速度，一旦无级变速器10实际输出速度变化，数据分析及控制器30控制无级变速器10的变速比使其恒速输出；恒速输出装置工作过程中，温控组件持续工作，保持无级变速器10工作温度在合适范围内。2.根据权利要求1所述的一种用于近海风力发电的恒速输出装置，其特征在于，所述的温控组件包括温度传感器22和温度调节器50，所述的温度传感器22和温度调节器50均连接至数据分析及控制器30。3.根据权利要求2所述的一种用于近海风力发电的恒速输出装置，其特征在于，所述的温度传感器22设置多个并分散设置在无级变速器10箱体上，所述的温度传感器22均连接至数据分析及控制器30。4.根据权利要求2所述的一种用于近海风力发电的恒速输出装置，其特征在于，所述的温度调节器50包括散热风扇。5.根据权利要求2所述的一种用于近海风力发电的恒速输出装置，其特征在于，所述的风速度传感器20、输出端速度传感器21和温度传感器22均通过无线通信模块通信连接所述的数据分析及控制器30。6.根据权利要求5所述的一种用于近海风力发电的恒速输出装置，其特征在于，所述的无线通信模块包括蓝牙、WIFI。7.根据权利要求1所述的一种用于近海风力发电的恒速输出装置，其特征在于，所述的输出端速度传感器21包括霍尔传感器。8.根据权利要求1所述的一种用于近海风力发电的恒速输出装置，其特征在于，所述的数据分析及控制器30包括嵌入式处理器。

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