[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

本實(shí)用新型公開了一種電動(dòng)風(fēng)帆可控驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括蓄電池、雙向DC/DC變換模塊、電機(jī)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、風(fēng)帆、風(fēng)帆檢測(cè)模塊、集成控制器和能量監(jiān)測(cè)模塊等。本實(shí)用新型將電機(jī)和風(fēng)機(jī)葉輪集成在一起，設(shè)計(jì)了一種新型風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型在不同風(fēng)況下控制電機(jī)工作在電動(dòng)/發(fā)電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)風(fēng)帆助航、轉(zhuǎn)向和發(fā)電的功能。電機(jī)與風(fēng)機(jī)葉輪集成的一體化結(jié)構(gòu)不僅可以降低成本，而且節(jié)約風(fēng)帆上的空間；同時(shí)通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)性能的優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種綜合利用太陽能、風(fēng)能的驅(qū)動(dòng)/發(fā)電裝置，尤其是一種電動(dòng)風(fēng)帆可控驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著能源緊缺和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，人們?cè)诟餍懈鳂I(yè)中推行綠色環(huán)保的理念。在船舶航行方面，目前的小型船舶多設(shè)計(jì)為流線型結(jié)構(gòu)，采用柴油機(jī)、電池堆等驅(qū)動(dòng)，摒棄了傳統(tǒng)船舶的風(fēng)帆結(jié)構(gòu)，忽視了船舶在航行過程中對(duì)風(fēng)能的利用，造成了資源的浪費(fèi)。目前世界各國在能源危機(jī)的壓力下，借鑒傳統(tǒng)風(fēng)帆船相繼研究并開發(fā)多功能風(fēng)帆在現(xiàn)代船舶上的應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)目前船舶上風(fēng)帆對(duì)風(fēng)能利用的不足，提供了一種電動(dòng)風(fēng)帆可控驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，使得電機(jī)在復(fù)雜的風(fēng)況下能夠自主工作在電動(dòng)/發(fā)電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)風(fēng)帆的助航、轉(zhuǎn)向和發(fā)電的功能。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的構(gòu)思是：

本實(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)，將電機(jī)和風(fēng)機(jī)葉輪集成在一起，在不同風(fēng)況下控制電機(jī)工作在電動(dòng)/發(fā)電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)風(fēng)帆助航、轉(zhuǎn)向和發(fā)電的功能。電機(jī)和風(fēng)機(jī)葉輪集成的一體化結(jié)構(gòu)不僅可以降低成本，而且節(jié)約風(fēng)帆上的空間；同時(shí)通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)性能的優(yōu)化。這種對(duì)風(fēng)能進(jìn)行有效利用的可控驅(qū)動(dòng)—發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，無論對(duì)于船舶本身驅(qū)動(dòng)及續(xù)航性能的優(yōu)化，還是提高能量的利用效率，都具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

根據(jù)上述構(gòu)思，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種電動(dòng)風(fēng)帆可控驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括蓄電池、雙向DC/DC變換模塊、電機(jī)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、風(fēng)帆、風(fēng)帆檢測(cè)模塊、集成控制器和能量監(jiān)測(cè)模塊，所述電機(jī)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)組成風(fēng)電機(jī)組，所述雙向DC/DC變換模塊分別與蓄電池以及風(fēng)電機(jī)組連接，所述風(fēng)帆兩側(cè)對(duì)稱分布風(fēng)電機(jī)組陣列，所述風(fēng)帆檢測(cè)模塊與風(fēng)帆以及集成控制器連接；所述集成控制器與風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)帆檢測(cè)模塊以及能量監(jiān)測(cè)模塊連接；所述能量監(jiān)測(cè)模塊與蓄電池以及風(fēng)電機(jī)組連接；其中，

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

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

所述電機(jī)系統(tǒng)用于根據(jù)集成控制器發(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)用于改變風(fēng)帆帆面上的空氣流速，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)模塊用于檢測(cè)風(fēng)帆上風(fēng)向、風(fēng)速以及風(fēng)帆與其軸心間的傾角信號(hào)；

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

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