[發明專利]基于液壓傳動的波浪發電蓄能穩壓恒頻方法及其裝置

無效

• 申請號: 200910155123.1
• 申請日: 2009-12-02
• 公開（公告）號: CN101737241A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 張大海;李偉;林勇剛;鮑經緯
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F03B13/22
• 分類號: F03B13/22;H02P9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種基于液壓傳動的波浪發電蓄能穩壓恒頻方法，其特征在于：

1)將浮力擺的機械能輸入液壓缸，將變量馬達輸出的機械能輸入永磁同步 發電機的主軸，在永磁同步發電機上分別安裝發電機轉速傳感器和發電機電壓 傳感器，在蓄電池組和工作負載上也裝有各自的蓄電池組電壓傳感器和工作負 載電壓傳感器，存儲控制程序的PLC控制器分別與發電機轉速傳感器、發電機 電壓傳感器、蓄電池組電壓傳感器、工作負載電壓傳感器、直流電能充放控制 模塊、永磁同步發電機和變量馬達電氣連接；

2)利用高壓蓄能器吸收由瞬變波浪波速變化引起的壓力和流量波動，當波 速增大時，高壓蓄能器把多余的能量儲存起來，波速減小時，高壓蓄能器把能 量釋放出來，使到達變量馬達的液壓能是穩定的，低壓大容量蓄能器一方面充 當油箱，起到補充油液的作用，使補油管路保持一定壓力，另一方面也可以吸 收液壓系統中油液的波動，高壓蓄能器和低壓大容量蓄能器的共同作用實現液 壓傳動過程中的蓄能功能；

3)用電壓傳感器分別測量永磁同步發電機發出的電壓值V_g、蓄電池組的電 壓值V_b和工作負載的電壓值V_工，輸入PLC控制器，PLC控制器根據永磁同步發 電機發出的電壓值V_g、蓄電池組的電壓值V_b、工作負載的電壓值V_工和事先存儲 在PLC內部程序中的工作負載的最佳工作電壓值V_工opt計算出卸荷負載需消耗掉 的卸荷電壓V_卸荷，然后根據卸荷電壓V_卸荷荷由PLC內部的控制算法計算出直流電能 充放控制模塊的卸荷負載控制信號S_卸荷并輸出，通過直流電能充放控制模塊切入 或切出相應的卸荷負載，實現卸荷負載的無級可調，進而實現工作負載穩壓在 最佳工作電壓值V_工opt工作；

4)發電機轉速傳感器測量出永磁同步發電機的轉速n_g，輸入PLC控制器， 永磁同步發電機的額定轉速n_gN事先存儲在PLC內部程序中，PLC根據已輸入的 發電機轉速n_g和額定轉速n_gN計算出發電機的轉速偏差信號n_gdif，并根據該偏差 信號n_gdif由PLC控制器內部存儲的數字PID控制算法計算出變量馬達的排量控 制信號q_m并輸出，通過變量馬達的變量機構調節變量馬達排量，從而使變量馬 達的轉速恒定在永磁同步發電機的額定轉速n_gN，實現永磁同步發電機的恒頻運 轉。

2.用于權利要求1所述方法的一種基于液壓傳動的波浪發電蓄能穩壓恒頻 的裝置，其特征在于：將浮力擺(1)分別和兩個液壓缸(2、3)的活塞桿相連，兩個 液壓缸(2、3)的無桿腔與各自的控制集成閥(4、5)同側的一端連接，兩個液壓缸 (2、3)的有桿腔與各自的控制集成閥(4、5)同側的另一端連接，兩個控制集成閥 (4、5)同側的一端通過高壓油管(18)接入高壓蓄能器(6)和變量馬達(8)的一端，在 高壓蓄能器(6)的入口安裝第一截止閥(7)，變量馬達(8)的主軸直接和永磁同步發 電機(9)的主軸相連，永磁同步發電機(9)經由整流模塊(10)和直流電能充放控制 模塊(12)相連，無級可調卸荷負載(13)、蓄電池組(14)和工作負載(15)的兩端并聯 連接在直流電能充放模塊(12)上；兩個控制集成閥(4、5)同側的另一端通過低壓 油管(19)接入低壓大容量蓄能器(16)和變量馬達(8)的另一端，在低壓大容量蓄能 器(16)的入口安裝第二截止閥(17)；PLC控制器(11)分別與發電機轉速傳感器 (23)、發電機電壓傳感器(20)、蓄電池組電壓傳感器(21)、工作負載電壓傳感器 (22)、直流電能充放控制模塊(12)、永磁同步發電機(9)和變量馬達(8)電氣連接。

3.根據權利要求2所述的一種基于液壓傳動的波浪發電蓄能穩壓恒頻的裝 置，其特征在于：所述的控制集成閥(4、5)結構相同，均包括四個單向閥(24、 25、26、27)和兩個安全閥(28、29)，第一單向閥(24)的進油口與第二單向閥(25) 的出油口串聯后，第一安全閥(28)的出油口與第二安全閥(29)的出油口串聯后， 分別并聯在液壓缸無桿腔高壓端和有桿腔的低壓端之間，第一單向閥(24)的出油 口和第一安全閥(28)的進油口接在無桿腔，第二單向閥(25)的進油口和第二安全 閥(29)的進油口接在有桿腔，無桿腔經第三單向閥(26)接入高壓油管，第二單向 閥(25)進油口與第二安全閥(29)的進油口和第四單向閥(27)出油口連接，第一單 向閥(24)與第二單向閥(25)的串接端經第一安全閥(28)與第二安全閥(29)的串接 端與第四單向閥(27)的進油口接入低壓油管。