CN105291805A - 传动整合系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种传动整合系统及其控制方法,包含一可调控整合传动机构、一波动式能量输入端、一分流式能量输出端及一扭矩控制端;控制方法为:利用该扭矩控制端连接控制于该可调控整合传动机构;利用一波动式能量源或一变速动力源输入能量至该波动式能量输入端;依该波动式能量源或变速动力源输入于该波动式能量输入端的能量,利用该扭矩控制该产生一能量缓冲指令或一能量分流指令,以便该可调控整合传动机构操作于一能量缓冲状态或一能量分流/缓冲状态;依该可调控整合传动机构的能量缓冲状态或能量分流/缓冲状态,将该波动式能量输入端的输入能量经由该可调控整合传动机构进行调控输出至该分流式能量输出端。本发明可提升能量转换效率及能量使用效率。
Description
技术领域
本发明关于一种传动整合系统及其控制方法;特别是关于一种可调控增速分流传动整合系统及其控制方法。
背景技术
常用传动系统,例如:美国专利第6387004号″ContinuouslyVariableTransmission″的发明专利,其揭示一连续可变传动组。该连续可变传动组包含一第一行星齿轮组及一第二行星齿轮组,其用以将一第一马达及一第二马达的动力传输至一传动轴,且该第一马达及第二马达的动力固定经由该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组传输至该传动轴。
然而,该连续可变传动组仅将该第一马达及第二马达的动力固定经由该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组传输至该传动轴。换句话说,该连续可变传动组仅将该第一马达及第二马达设定为固定的两个动力输入端,且将该传动轴设定为固定的单一动力输出端。简单的说,在传输动力上其仍有必要进一步选择提供可变式控制能量输入及能量输出的传动机构,以符合不同的动力整合传输需求。
另一常用传动系统,例如:美国专利第8585530号″Independentlycontrollabletransmissionmechanism″的发明专利,其揭示一种可独立控制传动机构。该传动机构包含一第一行星齿轮组、一第二行星齿轮组、一第一传动连接组及一第二传动连接组。该第一行星齿轮组具有一能量输出端,该第二行星齿轮组具有一控制端,该第一传动连接组具有一能量输入端,该第二传动连接组具有一自由传输端。该控制端控制该自由传输端,以自由切换该自由传输端做为能量输入端或能量输出端。
另一常用传动系统,例如:美国专利第8585531号″Independentlycontrollabletransmissionmechanismwithanidentity-ratioseriestype″的发明专利,其揭示一种单位比值序列型可独立控制传动机构。该传动机构包含一第一行星齿轮组及一第二行星齿轮组,该第一行星齿轮组以机械式连接至该第二行星齿轮组。该可独立控制传动机构具有一能量输出端、一控制端、一能量输入端及一自由传输端。该能量输出端设置于该第一行星齿轮组,而该控制端设置于该第二行星齿轮组。当该能量输入端设置于该第一行星齿轮组或第二行星齿轮组时,该自由传输端相对设置于该第二行星齿轮组或第一行星齿轮组。该控制端控制该自由传输端,以自由切换该自由传输端作为能量输入端或能量输出端。
另一常用传动系统,例如:美国专利第8585532号″Independentlycontrollabletransmissionmechanismwithseriestypes″的发明专利,其揭示一种序列型可独立控制传动机构。该传动机构包含一第一行星齿轮组、一第二行星齿轮组、一第一传动连接组及一第二传动连接组,且该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组形成一序列排列型式。该第一行星齿轮组与第二行星齿轮组以机械式分别连接至该第一传动连接组及第二传动连接组。该第一行星齿轮组具有一能量输出端,该第二行星齿轮组具有一控制端,该第一传动连接组具有一能量输入端,该第二传动连接组具有一自由传输端。该控制端控制该自由传输端,以自由切换该自由传输端做为能量输入端或能量输出端。
另一常用传动系统,例如:美国专利第8585533号″Independentlycontrollabletransmissionmechanismwithsimplifiedparalleltypes″的发明专利,其揭示一种精简并联型可独立控制传动机构。该传动机构包含一第一行星齿轮组及一第二行星齿轮组。该第一行星齿轮组以机械式并联连接至该第二行星齿轮组。该精简并联型可独立控制传动机构具有一能量输出端、一控制端、一能量输入端及一自由传输端。该能量输出端设置于该第一行星齿轮组,而该控制端设置于该第二行星齿轮组。当该能量输入端设置于该第一行星齿轮组或第二行星齿轮组时,该自由传输端相对设置于该第二行星齿轮组或第一行星齿轮组。该控制端控制该自由传输端,以自由切换该自由传输端做为能量输入端或能量输出端。
虽然前述美国专利第8585530号、第8585531号、第8585532号及第8585533号的可独立控制传动机构已改良美国专利第6387004号的连续可变传动组,但其传动机构仍有必要进一步提供其它整合性传动功能,例如:增速传动整合功能或分流传动整合功能,以提升传动机构的使用功能性。
另一常用多重速度传动系统,例如:美国专利第8187130号″Multi-speedtransmissionwithintegratedelectricmotor″的发明专利,其揭示一种整合于电动车辆的多重速度传动机构。该多重速度传动机构包含一输入构件〔inputmember〕、一输出构件〔outputmember〕、四个行星齿轮组〔planetarygearassembly〕〔每个包含一第一构件、一第二构件、一第三构件〕、数个力矩传动装置〔torquetransmittingdevice〕、一电动马达及一切换装置〔switchingdevice〕。该切换装置选择性将该电动马达连结于该输入构件,且该切换装置选择性将该电动马达连结于该行星齿轮组的第一、第二、第三构件之一。该电动马达用于煞车动能回收,且该电动马达另用以适当齿轮比〔gearratio〕启动及驱动该电动车辆。
另一常用多重速度传动系统,例如:美国专利第8602934号″Multi-speedtransmissionwithanintegratedelectricmotor″的发明专利,其揭示一种整合于电动车辆的多重速度传动机构。该多重速度传动机构包含一输入构件连接于一电动马达、一输出构件、四个行星齿轮组〔每个包含一第一构件、一第二构件、一第三构件〕及数个力矩传动装置〔例如:煞车及离合器〕。该电动马达用于煞车动能回收,且该电动马达另用以适当齿轮比启动及驱动该电动车辆。
另一常用多重速度传动系统,例如:美国专利公开第20130260935号″Multi-speedtransmissionwithanintegratedelectricmotor″的发明专利申请案,其揭示一种整合于电动车辆的多重速度传动机构。该多重速度传动机构包含一输入构件、一输出构件、至少四个行星齿轮组、数个连结构件〔couplingmember〕及数个力矩传动装置。每个该行星齿轮组包含一第一构件、一第二构件、一第三构件。该力矩传动装置包含数个离合器及数个煞车器,且利用该离合器及煞车器的三个可操作组合形成数个前进齿轮比及至少一倒退齿轮比。
虽然前述美国专利第8187130号、第8602934号及美国专利公开第20130260935号的多重速度传动机构仅利用力矩传动装置提供煞车动能回收,并将该煞车回收动能以调整前进齿轮比或倒退齿轮比方式进行输出动力,但其多重速度传动机构仍有必要进一步提供其它整合性传动功能,例如:增速传动整合功能或分流传动整合功能,以提升传动机构的使用功能性。
因此,前述美国专利第6387004号、第8585530号、第8585531号、第8585532号、第8585533号第8187130号、第8602934号及美国专利公开第20130260935号仅揭示各种传动机构。因此,常用传动机构必然存在进一步改良其整合性传动性的需求。前述专利及专利申请案仅为本发明技术背景的参考及说明目前技术发展状态而已,其并非用以限制本发明的范围。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种传动整合系统,其利用一扭矩控制端连接控制于一可调控整合传动机构,且该可调控整合传动机构连接于一波动式能量输入端〔或波动式能量源〕及一分流式能量输出端,以便利用该扭矩控制端控制该可调控整合传动机构,如此将该波动式能量输入端的输入能量经由该可调控整合传动机构进行调控输出至该分流式能量输出端,以达成提升能量转换效率及能量使用效率的目的。
为了达成上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种传动整合系统,其包含:
一可调控整合传动机构,其包含一第一侧及一第二侧;
一波动式能量输入端,其设置于该可调控整合传动机构的第一侧,且该波动式能量输入端连接于一波动式能量源或一变速动力源;
一分流式能量输出端,其设置于该可调控整合传动机构的第二侧,且该分流式能量输出端用以输出能量;及
一扭矩控制端,其连接控制该可调控整合传动机构;
其中依该波动式能量源或变速动力源输入于该波动式能量输入端的能量,利用该扭矩控制端产生一控制指令,且利用该控制指令操作该可调控整合传动机构,以便将该波动式能量输入端的输入能量经由该可调控整合传动机构进行调控输出至该分流式能量输出端。
本发明较佳实施例的该扭矩控制端包含一伺服马达。
本发明较佳实施例的该波动式能量源或变速动力源包含一风机、一焚化炉、一海洋能发电机、一复合动力车辆、一复合动力脚踏车、一复合动力船舶或其它再生能源供应装置。
本发明较佳实施例的该分流式能量输出端连接至少一主功率消耗端及至少一缓冲功率消耗端。
本发明较佳实施例的该主功率消耗端选自一主发电机,而该缓冲功率消耗端选自一缓冲发电机。
本发明的另一目的是提供一种传动整合系统控制方法,其利用一扭矩控制端连接控制于一可调控整合传动机构,且该可调控整合传动机构包含一波动式能量输入端及一分流式能量输出端,以便利用该扭矩控制端控制该可调控整合传动机构,如此将该波动式能量输入端的输入能量经由该可调控整合传动机构进行调控输出至该分流式能量输出端,以达成提升能量转换及使用效率的目的。
为了达成上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种传动整合系统控制方法,包含:
提供利用一扭矩控制端连接控制于一可调控整合传动机构,且该可调控整合传动机构包含一波动式能量输入端及一分流式能量输出端;
提供利用一波动式能量源或一变速动力源输入能量至该波动式能量输入端;
依该波动式能量源或变速动力源输入于该波动式能量输入端的能量,于该扭矩控制端产生一能量缓冲指令或一能量分流指令,以便该可调控整合传动机构操作于一能量缓冲状态或一能量分流/缓冲状态;及
依该可调控整合传动机构的能量缓冲状态或能量分流/缓冲状态,将该波动式能量输入端的输入能量经由该可调控整合传动机构进行调控输出至该分流式能量输出端。
本发明较佳实施例的该能量缓冲状态为一第一能量输入增加阶段或一第二能量输入增加阶段。
本发明较佳实施例于该第一能量输入增加阶段时,该分流式能量输出端连接一缓冲功率消耗端或一主功率消耗端,以便经由该缓冲功率消耗端或主功率消耗端进行输出能量。
本发明较佳实施例的该能量分流/缓冲状态为一第二能量输入增加阶段。
本发明较佳实施例于该第二能量输入增加阶段时,该分流式能量输出端连接一主功率消耗端及一缓冲功率消耗端,以便经由该主功率消耗端及缓冲功率消耗端进行输出能量。
本发明的优点在于:
本发明的传动整合系统及其控制方法可提升能量转换效率及能量使用效率。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的传动整合系统的架构示意图。
图2是本发明较佳实施例的传动整合系统的功能方块示意图。
图3是本发明较佳实施例的传动整合系统采用传动操作控制方法的流程示意图。
图4是本发明较佳实施例的传动整合系统采用可调控整合传动机构的内部机构示意图。
图5是本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与缓冲发电机转速关系模拟的示意图。
图6是本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与主发电机转速关系模拟的示意图。
图7是本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与缓冲发电机发电功率关系模拟的示意图。
图8是本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与主发电机发电功率关系模拟的示意图。
图9是本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与总发电功率关系模拟对照广东明阳MY1.5Se机型发电功率的示意图。
图10是本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与总发电功率关系模拟对照广东明阳MY1.5Se机型发电功率的示意图。
具体实施方式
为了充分了解本发明,于下文将举例较佳实施例并配合附图作详细说明,且其并非用以限定本发明。
本发明较佳实施例的传动整合系统及其控制方法〔或操作方法〕适合设置于各种波动式〔fluctuated〕能量供应系统,例如:独立式〔stand-alone〕发电设备,其可应用于各种机械变速传动相关技术领域,例如:海洋能发电机〔如潮汐、波浪或海流发电设备〕、风力发电机、焚化炉、复合动力车辆、复合动力人力车或复合动力船舶的传动变速箱等,但其并非用以限定本发明的传动整合系统的应用范围。
图1揭示本发明较佳实施例的传动整合系统的架构示意图,其仅举例说明本发明的基本系统架构。请参照图1所示,本发明较佳实施例的传动整合系统包含一可调控整合传动机构〔controllablyintegratedtransmissionmechanism〕1、一波动式能量输入端11、一分流式〔split〕能量输出端12及一扭矩控制端〔torquecontrolend〕13,且波动式能量输入端11、分流式能量输出端12及扭矩控制端13适当配置于可调控整合传动机构1的位置,但其并非用以限定本发明的范围。
图2揭示本发明较佳实施例的传动整合系统的功能方块示意图,其仅对应于图1的传动整合系统。请参照图1及2所示,举例而言,该可调控整合传动机构1包含一第一侧及一第二侧,且第一侧及第二侧选择配置于该可调控整合传动机构1的相对两侧位置〔如图1所示的相对两侧〕。或,依各种不同设计需求,第一侧及第二侧选择配置于可调控整合传动机构1的其它适当位置〔例如:相邻位置〕。可调控整合传动机构1具有增速功能、稳速功能及分流功能,且将稳速功能及分流功能整合应用于能量转换输出,如图2所示。
请再参照图1及2所示,举例而言,将可调控整合传动机构1的增速功能应用于风力发电系统时,将大型风机扇叶由外界风力所产生的低转速,经适当转换而增速至适用于发电机端所需的较高转速,且需维持在稳定的转速,如此方能输出稳定功率的电力输出。当风机的主发电机达额定发电功率时,风机的主发电机进行额定发电功率。当由外界风力增强而增加风机转速时,将风机的主发电机维持在额定发电功率,另将由外界风力增强而所增加的输入功率,也可利用可调控整合传动机构1的能量〔或功率〕分流功能传送至风机的缓冲发电机〔另一发电机〕进行发电。如此,不但可以在风机遭遇突发性强风时,保护整体系统避免损坏,以确保其操作安全性,还可经由缓冲发电机的发电容量,充分利用风力增强而额外增加的输入功率,并进而扩大风力发电系统对外界风力的可应用风速范围。
请再参照图1及2图所示,举例而言,波动式能量输入端11设置于可调控整合传动机构1的第一侧,且波动式能量输入端11以机械性〔mechanically〕连接于一波动式能量源2〔或一变速动力源〕。波动式能量输入端11具有一转轴〔rotorshaft〕,以接受各种不同阶段增速的转速输入至该可调控整合传动机构1。
请再参照图1及2所示,举例而言,波动式能量源2〔或变速动力源〕包含一风机〔windpowergenerator〕、一焚化炉〔incinerator〕、一海洋能发电机〔oceanpowergenerator〕、一复合动力车辆〔hybridvehicle〕、一复合动力人力车或复合动力脚踏车〔hybridbicycle〕、一复合动力船舶〔hybridboat〕或其它再生能源〔renewableenergy〕供应装置。依波动式能量源2〔或变速动力源〕的供应能量形态,可调控整合传动机构1可选择提供两阶段增速或多阶段增速〔multi-stagespeedincrease〕控制。
请再参照图1及2所示,举例而言,分流式能量输出端12设置于可调控整合传动机构1的第二侧,且分流式能量输出端12以机械性连接输出分流能量。将自波动式能量输入端11的输入能量经由可调控整合传动机构1进行缓冲或分流整合后,自分流式能量输出端12进行适当输出至外界或其它动力设备。
请再参照图1及2所示,举例而言,分流式能量输出端12机械性连接至少一主功率消耗端〔primepowerconsumptionend〕及至少一缓冲功率消耗端〔bufferpowerconsumptionend〕。主功率消耗端选自至少一个或数个主发电机,而缓冲功率消耗端选自至少一个或数个缓冲发电机。
请再参照图1及2所示,举例而言,扭矩控制端13连接控制可调控整合传动机构1,且扭矩控制端13以适当控制方式输出一调控扭矩与稳速命令。扭矩控制端13包含一伺服马达〔servomotor〕,且依调控扭矩与稳速命令进行启动或停止伺服马达,以便决定选择经由缓冲功率消耗端或主功率消耗端进行输出能量或选择经由缓冲功率消耗端及主功率消耗端进行共同输出能量。
图3揭示本发明较佳实施例的传动整合系统采用传动操作控制方法的流程示意图,其主要包含三个传动操作控制阶段,且其对应于图1及2的传动整合系统。请参照图1、2及3所示,举例而言,依波动式能量输入端11的转轴的转速增加状态,将可调控整合传动机构1设定为第一传动操作控制阶段、第二传动操作控制阶段及第三传动操作控制阶段,其中第一传动操作控制阶段为初阶增速〔initialspeedincrease〕控制,第二传动操作控制阶段为能量分流〔energysplit〕控制及第三传动操作控制阶段为进阶增速〔advancedspeedincrease〕控制。
图4揭示本发明较佳实施例的传动整合系统采用可调控整合传动机构的内部机构示意图,其对应于图1及2的调控整合传动机构1。请参照图4所示,可调控整合传动机构1包含一第一行星齿轮组、一第二行星齿轮组、一第一传动连接组及一第二传动连接组,其适当配置于可调控整合传动机构1内。另外,波动式能量输入端11的一端机械性连接该转轴〔图4的左侧〕,且转轴连接波动式能量源或变速动力源。分流式能量输出端12的主功率消耗端机械性连接主发电机〔图4的右侧上方〕,而分流式能量输出端12的缓冲功率消耗端机械性连接该缓冲发电机〔图4的右侧中间〕。扭矩控制端13的一端机械性连接伺服马达〔图4的右侧下方〕。
请再参照图1、2、3及4所示,本发明较佳实施例的传动整合系统控制方法包含步骤:提供利用扭矩控制端13连接控制于可调控整合传动机构1,且可选择利用扭矩控制端13的伺服马达或类似功能装置进行可调控整合传动机构1的扭矩控制,以达成提供转速增速、能量分流功能。
请再参照图1、2、3及4所示,本发明较佳实施例的传动整合系统控制方法包含步骤:接着,提供利用波动式能量源或变速动力源输入能量至波动式能量输入端11,以扩大可调控整合传动机构1的输入能量或转速范围。举例而言,波动式能量源或变速动力源选自风力发电系统或海洋能发电系统时,将大型扇轮〔或叶轮〕由外界风力、潮汐、波浪或海流驱动所产生的相对低转速需经适当转换而增速至适用于发电机端所需的相对较高转速。
请再参照图1、2、3及4所示,本发明较佳实施例的传动整合系统控制方法包含步骤:接着,依波动式能量源或一变速动力源输入于波动式能量输入端11的能量,于扭矩控制端13以适当方式〔例如:半自动或全自动方式〕产生一能量缓冲指令或一能量分流指令,以便可调控整合传动机构1选择操作于一能量缓冲状态、一能量分流/缓冲状态或其它操作状态。
请再参照图1、2、3及4所示,本发明较佳实施例的传动整合系统控制方法包含步骤:接着,依可调控整合传动机构1的能量缓冲状态或能量分流/缓冲状态或其它操作状态,将波动式能量输入端11的输入能量经由可调控整合传动机构1进行调控输出至分流式能量输出端12,以达成调控能量整合或分流输出。
请再参照图1、2、3及4所示,举例而言,能量缓冲状态为一第一能量输入增加阶段,例如:风速增强或海流流速增强。当第一能量输入增加阶段时,分流式能量输出端12连接缓冲功率消耗端,以便经由缓冲功率消耗端进行输出能量。能量分流/缓冲状态为一第二能量输入增加阶段。当第二能量输入增加阶段时,分流式能量输出端12连接主功率消耗端及缓冲功率消耗端,以便经由主功率消耗端及缓冲功率消耗端进行输出能量。
请再参照图1、2、3及4所示,举例而言,将可调控整合传动机构1应用于风力发电系统,当自然风力到达风力发电系统的起动风速〔例如:3m/s以上或其它设定风速〕时,依不同风机机型设计需求,将可调控整合传动机构1的轴杆的运转转速设定为包含两个或多个转速阶段,以便经由主功率消耗端及缓冲功率消耗端进行输出适当转速。
图5揭示本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与缓冲发电机转速关系模拟的示意图,其举例两个转速阶段。图6揭示本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与主发电机转速关系模拟的示意图,其对应于图5的风机扇轮转速与缓冲发电机转速关系模拟。请参照图5及6所示,举例而言,可调控整合传动机构1的轴杆的运转转速于第一转速阶段为0≤nRotor≤12.8306rpm〔以下简称第一阶段〕,而第二转速阶段为12.8306≤nRotor≤25rpm〔以下简称第二阶段〕。
图7揭示本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与缓冲发电机发电功率关系模拟的示意图,其对应于图5及6的两个转速阶段。图8揭示本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与主发电机发电功率关系模拟的示意图,其对应于图7的风机扇轮转速与缓冲发电机发电功率关系模拟。请参照图5、6、7及8所示,举例而言,于第一阶段操作中在风机扇轮的转速介于0rpm至12.8306rpm的范围时,风力发电系统只允许缓冲发电机运转发电,且主发电机处于待命状态。此时,扇叶转子的转速与缓冲发电机、主发电机之间转速及其发电功率的模拟结果为第一能量输入增加阶段或能量缓冲状态,如图5、6、7及8的左侧所示。
请再参照图5、6、7及8所示,举例而言,于第二阶段操作中在风机扇轮的转速超过12.8306rpm时,风力发电系统允许该主发电机以额定转速〔例如:1800rpm〕启动运转发电,而缓冲发电机可选择暂停发电或其转速降至接近于0,且可选择设定为处于待命状态。此时,扇叶转子的转速与缓冲发电机、主发电机之间转速及其发电功率的模拟结果为第二能量输入增加阶段的开始阶段,如图5、6、7及8的中间位置所示。
请再参照图5、6、7及8所示,举例而言,于第二阶段操作中在风机扇轮的转速超过12.8306rpm时,风力发电系统将缓冲发电机于第一阶段所产生大部分的发电功率,分流至该主发电机,并使其达到额定发电功率1.8MW。当缓冲发电机发生故障时,可选择仅启动或维持该主发电机以额定转速进行运转发电。反之,当主发电机发生故障时,也可选择持续维持缓冲发电机以其最高转速进行运转发电。
请再参照图5、6、7及8所示,举例而言,于第二阶段操作中在风机扇轮的转速超过12.8306rpm、介于12.8306rpm至25rpm的范围时,风力发电系统允许主发电机及缓冲发电机同时运转发电。此时,扇叶转子的转速与缓冲发电机、主发电机之间转速及其发电功率的模拟结果为第二能量输入增加阶段的后续阶段,如图5、6、7及8的右侧所示。
请再参照图5、6、7及8的右侧所示,举例而言,在扇叶转子转速的转速超过12.8306rpm时,并控制该主发电机的转速维持在稳定的额定转速1800rpm,以产生稳定频率的电力输出。另外,该缓冲发电机则因扇叶转子的转速持续增加而允许进行加速运转,并再次增加其发电功率。
图9揭示本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与总发电功率关系模拟对照广东明阳MY1.5Se机型发电功率的示意图。图10揭示本发明较佳实施例的传动整合系统应用于风力发电机时风机扇轮转速与总发电功率关系模拟对照广东明阳MY1.5Se机型发电功率的示意图。请参照图9及10所示,根据广东明阳MY1.5Se机型风力发电系统所公开的相关资料〔www.mingyang.com.cn〕,该机型的发电功率与扇叶转子转速、风速之间的模拟结果为发电效率相对较低,如图9及10的下方虚线所示。
请再参照图9及10所示,举例而言,由公开资料显示MY1.5Se机型风力发电系统的增速齿轮箱的增速比为103.4483,其发电机额定转速为1800rpm,其额定发电功率为1.5MW。若将此风力发电系统等比例放大至额定发电功率为3.6MW,其发电机额定扭矩负载应约为3.6Mw/1800rpm=19.0986kNm,而扇叶转子的起动扭矩应约为19.0986kNm×103.4483=1975.7177kNm。若将其增速齿轮箱的增速比增加至140,则其扇叶转子的起动扭矩应约为19.0986kNm×140=2673.8040kNm。
请再参照图9及10所示,将本发明的可调控整合传动机构1的增速稳速及功率分流功能应用于风力发电系统的分析结果为发电效率相对较高,如图9及10的上方实线所示,扇叶转子至缓冲发电机转速的增速比为140.2900,缓冲发电机、主发电机额定扭矩负载分别为9.9590kNm与9.5493kNm,而扇叶转子的起动扭矩为1397.1484kNm。将本发明与上述广东明阳MY1.5Se机型进行比较时,本发明的扇叶转子的起动扭矩相对减少(2673.8040-1397.1484)/2673.8040=47.75%。将本发明与广东明阳MY1.5Se机型风力发电系统之间进行发电功率与扇叶转子转速、风速之间的模拟结果比较产生明显差异,如图9及10所示。
如图5至10所示,上述实验模拟数据为在特定条件之下所获得的初步实验结果,其仅用以易于了解或参考本发明的技术内容而已,其尚需进行其他实验或模拟。该实验模拟数据及其模拟结果并非用以限制本发明的权利范围。
前述较佳实施例仅举例说明本发明及其技术特征,该实施例的技术仍可适当进行各种实质等效修饰及/或替换方式予以实施;因此,本发明的权利范围须视后附权利要求范围所界定的范围为准。
Claims (10)
1.传动整合系统,其特征在于,包含:
一可调控整合传动机构,其包含一第一侧及一第二侧;
一波动式能量输入端,其设置于该可调控整合传动机构的第一侧,且该波动式能量输入端连接于一波动式能量源或一变速动力源;
一分流式能量输出端,其设置于该可调控整合传动机构的第二侧,且该分流式能量输出端用以输出能量;及
一扭矩控制端,其连接控制该可调控整合传动机构;
其中依该波动式能量源或变速动力源输入于该波动式能量输入端的能量,利用该扭矩控制端产生一控制指令,且利用该控制指令操作该可调控整合传动机构,以便将该波动式能量输入端的输入能量经由该可调控整合传动机构进行调控输出至该分流式能量输出端。
2.依权利要求1所述的传动整合系统,其特征在于,所述扭矩控制端包含一伺服马达。
3.依权利要求1所述的传动整合系统,其特征在于,所述波动式能量源或变速动力源包含一风机、一焚化炉、一海洋能发电机、一复合动力车辆、一复合动力脚踏车、一复合动力船舶或其它再生能源供应装置。
4.依权利要求1所述的传动整合系统,其特征在于,所述分流式能量输出端连接至少一主功率消耗端及至少一缓冲功率消耗端。
5.依权利要求4所述的传动整合系统,其特征在于,所述主功率消耗端选自一主发电机,而所述缓冲功率消耗端选自一缓冲发电机。
6.传动整合系统控制方法,其特征在于,包含:
提供利用一扭矩控制端连接控制于一可调控整合传动机构,且该可调控整合传动机构包含一波动式能量输入端及一分流式能量输出端;
提供利用一波动式能量源或一变速动力源输入能量至该波动式能量输入端;
依该波动式能量源或变速动力源输入于该波动式能量输入端的能量,于该扭矩控制端产生一能量缓冲指令或一能量分流指令,以便该可调控整合传动机构操作于一能量缓冲状态或一能量分流/缓冲状态;及
依该可调控整合传动机构的能量缓冲状态或能量分流/缓冲状态,将该波动式能量输入端的输入能量经由该可调控整合传动机构进行调控输出至该分流式能量输出端。
7.依权利要求6所述的传动整合系统控制方法,其特征在于,所述能量缓冲状态为一第一能量输入增加阶段或一第二能量输入增加阶段。
8.依权利要求7所述的传动整合系统控制方法,其特征在于,于所述第一能量输入增加阶段时,所述分流式能量输出端连接一缓冲功率消耗端或一主功率消耗端,以便经由该缓冲功率消耗端或主功率消耗端进行输出能量。
9.依权利要求6所述的传动整合系统控制方法,其特征在于,所述能量分流/缓冲状态为一第二能量输入增加阶段。
10.依权利要求9所述的传动整合系统控制方法,其特征在于,于所述第二能量输入增加阶段时,所述分流式能量输出端连接一主功率消耗端及一缓冲功率消耗端,以便经由该主功率消耗端及缓冲功率消耗端进行输出能量。
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