CN104595113A - 一种风力发电机自动限速系统以及限速方法 - Google Patents

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

本发明公开了一种风力发电机自动限速系统，包括：发电机；叶片，其安装于所述发电机上；调向装置，其包括：驱动马达；以及旋转盘，其安装于所述驱动马达上，由所述驱动马达驱动其旋转，所述发电机安装于所述旋转盘上；以及控制器，其包括：转速传感器、风向传感器以及单片机；所述转速传感器、所述风向传感器以及所述驱动马达分别与所述单片机连接，其中，所述转速传感器用于检测所述叶片的转速，所述风向传感器用于检测风向。该系统能够克服当风速超过风力发电机的可利用范围后，会造成风力发电机叶片、发电机等部件的严重损坏的缺点。

Description

一种风力发电机自动限速系统以及限速方法
技术领域
本发明涉及自动限速系统领域，特别涉及一种风力发电机自动限速系统以及限速方法。
背景技术
煤炭、石油、天然气等传统能源的储量越来越少，使得风能等可再生能源逐渐受到世界各国的重视。风能主要是利用风力发电机将风能转换成电能。2007年我国风电装机投产340万千瓦，2010年我国风电总装机容量达到500万千瓦，2020年将达到3000万千瓦。从目前的发展态势看，几年之后，我国有望超过目前风电装机规模第一的德国，成为世界风电第一大国。但是因为风向和风速时时刻刻都在发生变化，风能的这种随意性和不稳定性给风能的开发利用带来了很多难题。特别是当风速超过风力发电机的可利用范围后，会造成风力发电机叶片、发电机、塔架等部件的严重损坏。风力发电机自动限速系统能够在风速超过可利用范围时，限制叶片转速和发电机的输出功率，对提高风力发电机的使用寿命，加强运行的稳定性、安全性和可靠性，加速风力发电机的普及和应用都具有十分重要的意义。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力发电机自动限速系统以及限速方法，从而克服当风速超过风力发电机的可利用范围后，会造成风力发电机叶片、发电机等部件的严重损坏的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种风力发电机自动限速系统，包括：发电机；叶片，其安装于所述发电机上；调向装置，其包括：驱动马达；以及旋转盘，其安装于所述驱动马达上，由所述驱动马达驱动其旋转，所述发电机安装于所述旋转盘上；以及控制器，其包括：转速传感器、风向传感器以及单片机；所述转速传感器、所述风向传感器以及所述驱动马达分别与所述单片机连接，其中，所述转速传感器用于检测所述叶片的转速，所述风向传感器用于检测风向。
上述技术方案中，所述转速传感器为航振HZ-860磁电式转速传感器。
为实现上述目的，本发明提供了一种采用上述所述风力发电机自动限速系统的限速方法，包括：所述转速传感器在预定时间内连续采集所述叶片的转速，以及所述风向传感器采集风向，并将所述叶片的转速和风向传至所述单片机，所述单片机判断两次预定时间内采集所述叶片的转速若大于预设值，控制所述驱动马达偏离风向转动一定的角度；当所述单片机判断两次预定时间内采集所述叶片的转速若小于预设值，控制所述驱动马达恢复原始状态。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的风力发电机自动限速系统以及限速方法，通过单片机连续两次检查结果都是叶片转速过高时，控制器才会控制调向装置，改变发电机和叶片的方向，以避开原迎风向而限制其叶片旋转速度，避免出现叶片的转速超过预设值，当叶片转速降低到一定值时，会自动复位。
附图说明
图1是根据本发明的风力发电机自动限速系统结构示意图。
图2是根据本发明的风力发电机自动限速系统的限速方法。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明具体实施方式的一种风力发电机自动限速系统，包括：发电机6、叶片1、调向装置以及控制器；叶片1安装于发电机6上；调向装置包括驱动马达4以及旋转盘5，旋转盘5安装于所述驱动马达4上，由驱动马达4驱动其旋转，发电机6安装于旋转盘5上；控制器包括：转速传感器2、风向传感器3以及单片机7；转速传感器2、风向传感器3以及驱动马达4分别与单片机7连接，其中，转速传感器2安装于叶片1上用于检测叶片1的转速，该转速传感器2采用航振HZ-860磁电式转速传感器，风向传感器2用于检测风向。
使用时，如图2所示，包括以下步骤：
步骤100：转速传感器在预定时间内连续采集叶片的转速，以及风向传感器采集风向；
步骤102：将发电机的转速和风向传至单片机；
步骤104：单片机判断两次预定时间内采集叶片的转速若大于预设值，控制驱动马达偏离风向转动一定的角度；
步骤106：当单片机判断两次预定时间内采集叶片的转速若小于预设值，控制驱动马达恢复原始状态。
本发明中的风力发电机自动限速系统以及限速方法，通过单片机连续两次检查结果都是叶片转速过高时，控制器才会控制调向装置，改变发电机和叶片的方向，以避开原迎风向而限制其叶片旋转速度，避免出现叶片的转速超过预设值，当叶片转速降低到一定值时，会自动复位。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (3)

1.一种风力发电机自动限速系统，其特征在于，包括：
发电机；
叶片，其安装于所述发电机上；
调向装置，其包括：
驱动马达；以及
旋转盘，其安装于所述驱动马达上，由所述驱动马达驱动其旋转，所述发电机安装于所述旋转盘上；以及
控制器，其包括：转速传感器、风向传感器以及单片机；所述转速传感器、所述风向传感器以及所述驱动马达分别与所述单片机连接，其中，所述转速传感器用于检测所述叶片的转速，所述风向传感器用于检测风向。
2.根据权利要求1所述的风力发电机自动限速系统，其特征在于，所述转速传感器为航振HZ-860磁电式转速传感器。
3.一种采用权利要求1所述风力发电机自动限速系统的限速方法，其特征在于，包括：
所述转速传感器在预定时间内连续采集所述叶片的转速，以及所述风向传感器采集风向，并将所述叶片的转速和风向传至所述单片机，所述单片机判断两次预定时间内采集所述叶片的转速若大于预设值，控制所述驱动马达偏离风向转动一定的角度；当所述单片机判断两次预定时间内采集所述叶片的转速若小于预设值，控制所述驱动马达恢复原始状态。
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