[實(shí)用新型]一種電動(dòng)風(fēng)帆可控驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820431282.4
• 申請(qǐng)日: 2018-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN208138089U
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐國(guó)卿;張楊;許昂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D9/32
• 分類號(hào): F03D9/32;F03D9/25;F03D1/06;B63H9/04;H02J7/00;H02J7/14
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種電動(dòng)風(fēng)帆可控驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括蓄電池（10）、雙向DC/DC變換模塊（20）、電機(jī)系統(tǒng)（30）、風(fēng)機(jī)（40）、風(fēng)帆（50）、風(fēng)帆檢測(cè)模塊（60）、集成控制器（70）和能量監(jiān)測(cè)模塊（80），所述電機(jī)系統(tǒng)（30）和風(fēng)機(jī)（40）組成風(fēng)電機(jī)組，所述雙向DC/DC變換模塊（20）分別與蓄電池（10）以及風(fēng)電機(jī)組連接，所述風(fēng)帆（50）兩側(cè)對(duì)稱分布風(fēng)電機(jī)組陣列，所述風(fēng)帆檢測(cè)模塊（60）與風(fēng)帆（50）以及集成控制器（70）連接；所述集成控制器（70）與風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)帆檢測(cè)模塊（60）以及能量監(jiān)測(cè)模塊（80）連接；所述能量監(jiān)測(cè)模塊（80）與蓄電池（10）以及風(fēng)電機(jī)組連接；其中，

所述蓄電池（10）為整個(gè)系統(tǒng)提供電能，同時(shí)也儲(chǔ)存電機(jī)系統(tǒng)（30）轉(zhuǎn)化的電能；

所述雙向DC/DC變換模塊（20）用于對(duì)蓄電池（10）的充放電電壓進(jìn)行升壓、降壓；

所述電機(jī)系統(tǒng)（30）用于根據(jù)集成控制器（70）發(fā)出的控制信號(hào)控制電機(jī)的運(yùn)行，并根據(jù)能量監(jiān)測(cè)模塊（80）反饋的過壓、過流、短路信號(hào)，判斷系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和健康狀態(tài)，并在系統(tǒng)異常或故障發(fā)生時(shí)及時(shí)硬件保護(hù)；

所述風(fēng)機(jī)（40）用于改變風(fēng)帆（50）帆面上的空氣流速，并將進(jìn)入的氣流方向轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向；

所述風(fēng)帆（50）的兩側(cè)對(duì)稱分布風(fēng)電機(jī)組陣列；

所述風(fēng)帆檢測(cè)模塊（60）用于檢測(cè)風(fēng)帆（50）上風(fēng)向、風(fēng)速以及風(fēng)帆與其軸心間傾角信號(hào)；

所述集成控制器（70）用于接收外界風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)帆傾角信號(hào)并控制電機(jī)（31）工作在電動(dòng)或發(fā)電狀態(tài)，根據(jù)能量監(jiān)測(cè)模塊（80）獲取的蓄電池（10）電壓、剩余電量、逆變驅(qū)動(dòng)模塊（34）的直流電壓、直流電流的電氣參數(shù)，控制電機(jī)系統(tǒng)（30）當(dāng)前的工作狀態(tài)；

所述能量監(jiān)測(cè)模塊（80）用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池（10）電壓、剩余電量、逆變驅(qū)動(dòng)模塊（34）的直流電壓、直流電流和逆變器散熱器溫度信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)風(fēng)帆可控驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)系統(tǒng)（30）包括電機(jī)（31）、位置檢測(cè)模塊（32）、驅(qū)動(dòng)控制模塊（33）、逆變驅(qū)動(dòng)模塊（34）和制動(dòng)保護(hù)模塊（35），所述位置檢測(cè)模塊（32）用于檢測(cè)電機(jī)（31）的轉(zhuǎn)子位置信息，所述驅(qū)動(dòng)控制模塊（33）通過采樣電路和傳感器獲取電機(jī)（31）的三相電流信號(hào)、三相電壓信號(hào)、電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的電氣參數(shù)，輸出PWM脈寬調(diào)制信號(hào)，所述逆變驅(qū)動(dòng)模塊（34）用于將驅(qū)動(dòng)控制模塊（33）輸出的六路PWM脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)MOSFET管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，MOSFET管反并聯(lián)二極管，并根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)導(dǎo)通和關(guān)斷，所述制動(dòng)保護(hù)模塊（35）用于根據(jù)能量監(jiān)測(cè)模塊（80）反饋的逆變驅(qū)動(dòng)模塊（34）的直流電壓、直流電流、逆變器散熱器溫度信號(hào)，判斷逆變電路是否異常或故障，并在電路發(fā)生異常或故障時(shí)及時(shí)硬件保護(hù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)風(fēng)帆可控驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)帆檢測(cè)模塊（60）包括檢測(cè)風(fēng)帆上風(fēng)向的風(fēng)向檢測(cè)模塊（61）、檢測(cè)風(fēng)帆上風(fēng)速的風(fēng)速檢測(cè)模塊（62）以及檢測(cè)風(fēng)帆與軸心間傾角的風(fēng)帆傾角檢測(cè)模塊（63）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)風(fēng)帆可控驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述集成控制器（70）包括信號(hào)接收模塊（71）、信號(hào)解析模塊（72）、監(jiān)測(cè)保護(hù)模塊（73）和控制模塊（74），所述信號(hào)接收模塊（71）與風(fēng)向檢測(cè)模塊（61）、風(fēng)速檢測(cè)模塊（62）、風(fēng)帆傾角檢測(cè)模塊（63）以及位置檢測(cè)模塊（32）相連，所述信號(hào)解析模塊（72）與所述的信號(hào)接收模塊（71）相連，用于解析風(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)速變化率和風(fēng)帆傾角信號(hào)；所述監(jiān)測(cè)保護(hù)模塊（73）與能量監(jiān)測(cè)模塊（80）相連，用于監(jiān)測(cè)所述能量監(jiān)測(cè)模塊（80）反饋的逆變驅(qū)動(dòng)器的直流電壓、直流電流、逆變器散熱器溫度信號(hào)的異常情況，并在系統(tǒng)異常或故障時(shí)及時(shí)軟件保護(hù)；所述控制模塊（74）與信號(hào)解析模塊（72）以及監(jiān)測(cè)保護(hù)模塊（73）相連，用于根據(jù)風(fēng)帆檢測(cè)模塊（60）采集的外界風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)帆傾角信號(hào)控制電機(jī)（31）工作在電動(dòng)/發(fā)電狀態(tài)，通過對(duì)計(jì)算出的風(fēng)速變化率進(jìn)行模糊化和解模糊化處理，自主調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組陣列的運(yùn)轉(zhuǎn)組數(shù)和電機(jī)轉(zhuǎn)速。