CN112879211A - 一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统 - Google Patents
一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112879211A CN112879211A CN202110304081.4A CN202110304081A CN112879211A CN 112879211 A CN112879211 A CN 112879211A CN 202110304081 A CN202110304081 A CN 202110304081A CN 112879211 A CN112879211 A CN 112879211A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control subsystem
- directional valve
- hydraulic
- hydraulic pump
- electromagnetic directional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/22—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the flow of water resulting from wave movements to drive a motor or turbine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/006—Compensation or avoidance of ambient pressure variation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
本发明公开了一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,采用海流能水轮机捕能子系统通过对深海低流速海流能进行高效捕获获取海流动能实现液压控制控子系统的液压泵输出轴转动产生液压系统压力,电磁换向控制子系统实现不同方向压力流量变换,外部压力补偿子系统实现深海海水压力与液压系统之间压力平衡补偿,液压马达子系统带动发电子系统实现对负载子系统供电,发电子系统同时还提供电信号给电磁换向控制子系统以实现方向转换。本发明通过利用深海低流速海流能实现水轮机转动,水轮机驱动液压泵控子系统产生液压系统压力,液压系统压力通过外部自适应动态压力补偿子系统实现深海高压力补偿,液压系统驱动发电机发电。
Description
技术领域
本发明属于压力补偿技术领域,具体涉及一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统。
背景技术
世界常规能源正在面临着耗尽危机,作为新能源,海洋能是一项亟待开发利用且具有战略意义的新能源。海洋能储量很大,理论上可以部分或者全部满足全世界人民的能源需求:目前海洋能的全球储量初步估计高达1500亿千瓦。海流能作为海洋能能量密度较高的一种可再生能源,其具有高稳定性和高预测性,受到越来越多能源需求国家和地区关注。
由于深远海海域海流能流速低且海水压力大,深海海流能发电至今未得到有效开发,深远海地区海流能可再生能源开发利用极少。深海装备如深海航行器、深海作业机器人、深海监测网等深海用电大户的电源供给问题越来越突出,目前仅仅依靠蓄电池充电或者化学能发电来提供电源,具有不可持续和破坏环境的缺点,且规模远远不能满足深海用电大户需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,平衡和补偿深海海水压力与液压系统压力之间压差,利用压力分腔独立补偿实现闭式液压系统回油压力深海外界压力保持一致,通过海流能水轮机实现海流能可再生能源持续捕获,通过闭式液压系统实现能量转换,利用可再生能源持续发电,为偏远岛屿用电设备及深海装备提供持续稳定交流电。
本发明采用以下技术方案:
一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,包括液压马达,液压马达的输出端经双馈感应发电机与用电负载连接;液压马达的输入端分别与第一电磁换向阀控制子系统油箱和第二电磁换向阀控制子系统油箱连接;第一电磁换向阀控制子系统油箱和第二电磁换向阀控制子系统油箱内均设置有电磁换向控制子系统,电磁换向控制子系统用于实现不同流向海流能液压发电系统压力换向功能;第一电磁换向阀控制子系统油箱连接第一液压泵控子系统油箱,第二电磁换向阀控制子系统油箱连接第二液压泵控子系统油箱,第一液压泵控子系统油箱和第二液压泵控子系统油箱均设置有深海海流能水轮机;第一电磁换向阀控制子系统油箱、第一液压泵控子系统油箱、第二电磁换向阀控制子系统油箱和第二液压泵控子系统油箱分别连接对应的电磁换向阀控制子系统外部自适应动态压力补偿子系统,电磁换向阀控制子系统外部自适应动态压力补偿子系统用于实现深海海水压力与液压系统压力补偿和压力平衡。
具体的,电磁换向控制子系统包括设置在第一电磁换向阀控制子系统油箱内的第一电磁换向阀控制子系统换向阀和设置在第二电磁换向阀控制子系统油箱内的第二电磁换向阀控制子系统换向阀,第一电磁换向阀控制子系统换向阀的P、T端口和第二电磁换向阀控制子系统换向阀的P、T端口分别与液压马达的回油端口和进油端口连接,第一电磁换向阀控制子系统换向阀的A端口和第二电磁换向阀控制子系统换向阀的A端口分别与第一电磁换向阀控制子系统压力指示器和第二电磁换向阀控制子系统压力指示器连接,第一电磁换向阀控制子系统换向阀的B端口和第二电磁换向阀控制子系统换向阀的B端口分别经单向阀与第一液压泵控子系统油箱和第二液压泵控子系统油箱连接。
进一步的,第一液压泵控子系统油箱内设置有第一液压泵控子系统回油过滤器,第一液压泵控子系统回油过滤器经第一电磁换向阀控制子系统节流阀分别与第一电磁换向阀控制子系统压力指示器和第一电磁换向阀控制子系统换向阀连接。
进一步的,第二液压泵控子系统油箱内设置有第二液压泵控子系统回油过滤器,第二液压泵控子系统回油过滤器经第二电磁换向阀控制子系统节流阀分别与第二电磁换向阀控制子系统压力指示器和第二电磁换向阀控制子系统换向阀连接。
具体的,第一液压泵控子系统油箱内设置有第一液压泵,第一液压泵的一端与第一深海海流能水轮机连接,另一端经第一液压泵控子系统出油单向阀与第一电磁换向阀控制子系统油箱内设置的第一电磁换向阀控制子系统换向阀连接。
进一步的,第一液压泵还分别连接有第一液压泵控子系统吸油过滤器、第一液压泵控子系统压力指示器和第一液压泵控子系统溢流阀。
具体的,第二液压泵控子系统油箱内设置有第二液压泵,第二液压泵的一端与第二深海海流能水轮机连接,另一端经第二液压泵控子系统出油单向阀与第二电磁换向阀控制子系统油箱内设置的第二电磁换向阀控制子系统换向阀连接。
进一步的,第二液压泵还分别连接有第二液压泵控子系统吸油过滤器、第二液压泵控子系统压力指示器和第二液压泵控子系统溢流阀。
具体的,用电负载包括深海装备、深海航行器和深海监测站。
具体的,深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统为闭式液压系统。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
本发明一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,通过电磁换向阀控制子系统外部自适应动态压力补偿子系统用于实现深海海水压力与液压系统压力补偿和压力平衡,进而通过海流能水轮机实现海流能可再生能源持续捕获,实现绿色清洁的高效率发电。
进一步的,第一电磁换向阀控制子系统油箱和第二电磁换向阀控制子系统油箱内均设置有电磁换向控制子系统,电磁换向控制子系统用于实现不同流向海流能液压发电系统压力换向功能。电磁换向阀通过电磁线圈通电后的电磁感应,电磁线圈控制阀芯的吸合和断开,进而改变了流体的运动方向。本身具有可快速、频繁换向的特点。且其转换的时间非常短暂,可以有效减少泄漏、流体介质混合等。电磁阀在一定情況下的流通系数是比较小的,再说它的工作压力差也不大。也就是说电磁阀的驱动力主要是靠电磁线圈的,所以电磁阀可以实现开和关的两个作用。
进一步的,回油过滤器主要安装在液压系统的回油管路上,各类液压元件在工作过程中所产生的磨粒等各种污物可以通过设置回油管路油滤而被拦截,避免再次回到油箱。其优点在于拦截了杂质,保护了液压元器件,增加了其使用寿命。
进一步的,单向阀是只能一个方向流动而不能反向流动的方向控制阀。于液压系统中为防止油流反向流动,此处将单向阀安装在泵的出口处,可以防止系统的压力突然升高而损坏油泵,即起止回作用。
进一步的,溢流阀主要作用是保持系统中的压力,使压力能够稳定。当系统中的压力超过了一定的范围时,溢流阀会减小流量,确保系统中的压力不会超过规定范围,从而不会造成事故的发生。
进一步的,单向阀是只能一个方向流动而不能反向流动的方向控制阀。于液压系统中为防止油流反向流动,此处将单向阀安装在泵的出口处,可以防止系统的压力突然升高而损坏油泵,即起止回作用。
进一步的,第二液压泵控子系统吸油过滤器用于保持系统中的压力,使压力能够稳定。当系统中的压力超过了一定的范围时,溢流阀会减小流量,确保系统中的压力不会超过规定范围,从而不会造成事故的发生。
进一步的,用电负载包括深海装备、深海航行器和深海监测站在内的装备属于目标供电设备,能将本设计系统所产生电能消耗。
进一步的,本系统所设置闭式液压系统指压力油从主油泵出,最终回流到主油泵进油口。其好处是换向过程压力的输出线性变换,解决开式液压系统换向冲击问题;其次闭式系统液压泵布置在油箱内,液压源的其他部分也布置在油箱内,由于液压源的各个元件均布置在油箱内,因此无需耐海水腐蚀。
综上所述,本发明提供一种能够平衡和补偿深海海水压力与液压系统压力之间压差,利用压力分腔独立补偿实现闭式液压系统回油压力深海外界压力保持一致的发电系统,实现为偏远岛屿用电设备及深海装备提供持续稳定交流电。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明原理图;
图2为本发明压力补偿器传递函数框图;
图3为压力补偿器和邮箱的输入流量曲线图;
图4为流量阶跃输入时的补偿压力变化曲线图;
图5为流量阶跃输入时压力补偿器的内外压差曲线图。
其中:1.第一液压泵;2.第一深海海流能水轮机;3.第一液压泵控子系统外部自适应动态压力补偿子系统;4.第一电磁换向阀控制子系统外部自适应动态压力补偿子系统;5.第一电磁换向阀控制子系统油箱;6.第一电磁换向阀控制子系统换向阀;7.第二电磁换向阀控制子系统换向阀;8.第二电磁换向阀控制子系统油箱;9.第二电磁换向阀控制子系统外部自适应动态压力补偿子系统;10.第二液压泵控子系统外部自适应动态压力补偿子系统;11.第二电磁换向阀控制子系统压力指示器;12.第二电磁换向阀控制子系统节流阀;13.第二液压泵控子系统压力指示器;14.第二液压泵控子系统出油单向阀;15.第二液压泵控子系统回油过滤器;16.第二液压泵控子系统油箱;17.第二液压泵控子系统溢流阀;18.第二液压泵控子系统吸油过滤器;19.第二液压泵;20.第二深海海流能水轮机;21.用电负载;22.双馈感应发电机;23.液压马达;24.第一电磁换向阀控制子系统压力指示器;25.第一电磁换向阀控制子系统节流阀;26.第一液压泵控子系统压力指示器;27.第一液压泵控子系统出油单向阀;28.第一液压泵控子系统回油过滤器;29.第一液压泵控子系统油箱;30.第一液压泵控子系统溢流阀;31.第一液压泵控子系统吸油过滤器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还应当理解,在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
深海海流能可以为偏远岛屿提供新能源,为水下深海装备、深海航行器、深海监测站,甚至深海空间站提供源源不断、持续高效的可再生能源供给,对保持海洋经济社会和海域军事安全的持续稳定意义重大,具有巨大商业潜力。
本发明提供了一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,采用1号和2号海流能水轮机捕能子系统通过对深海低流速海流能进行高效捕获获取海流动能实现1号和2号液压控制控子系统的液压泵输出轴转动产生液压系统压力,1号和2号电磁换向控制子系统可以实现不同方向压力流量变换,1号至4号外部压力补偿子系统实现深海海水压力与液压系统之间压力平衡补偿,液压马达子系统带动发电子系统实现对负载子系统供电,发电子系统同时还提供电信号给1号和2号电磁换向控制子系统以实现方向转换。本发明通过利用深海低流速海流能实现水轮机转动,水轮机驱动液压泵控子系统产生液压系统压力,液压系统压力通过外部自适应动态压力补偿子系统实现深海高压力补偿,液压系统驱动发电机发电。
请参阅图1,本发明一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,用于存在深海海流能海域,布置于深海,包括4套独立自适应动态压力补偿系统,自适应动态压力补偿系统分别给第一液压泵控子系统油箱29、第二液压泵控子系统油箱16、第一电磁换向阀控制子系统油箱5和第二电磁换向阀控制子系统油箱8提供压力补偿,实现系统压力与深海外界高压力平衡和补偿,减轻系统重量、维持系统稳定。具体为:
深海海流能水轮机捕能子系统,通过海流能水轮机实现深海低流速海流能高效捕获,包括:海流能水轮机叶轮部分,海流能水轮机叶轮部分具有适应于低速海流能高效捕获的海流能捕获翼型的叶片、轮毂及输出轴;深海海流能流动带动海流能水轮机叶轮转动,海流能水轮机叶轮转动通过叶轮输出轴带动后续液压系统液压泵输入轴转动。
液压泵控制子系统,通过水轮机将深海低流速海流能转换为液压能,包括定量液压泵、液压泵输出单向阀、压力指示器、溢流阀和回油过滤器,定量液压泵与海流能水轮机同轴相连,液压指示器显示液压系统压力、单向阀用于防止液压油回流、溢流阀实现液压系统压力保护、回油过滤器对液压油进行过滤,同时液压泵控制子系统布置于液压油箱内部,通过自适应动态压力补偿子系统实现液压系统回油压力与深海海水外界压力相等。
电磁换向控制子系统,实现不同流向海流能液压发电系统压力换向功能,电磁换向控制子系统中电磁换向阀电信号来源于发电机输出电能;包括:电磁换向阀控制子系统换向阀、节流阀、系统压力指示器。
自适应动态压力补偿子系统,实现深海海水压力与液压系统压力补偿与压力平衡,包括:压力补偿元件、弹簧组件、活塞组件、滚动膜片。自适应动态压力补偿子系统分腔独立控制液压泵控子系统油箱和电磁换向阀控制子系统油箱,深海液压元件所受的内外压差减小,壳体厚度可以设计较小,密封不会受到高压影响,避免深海海水压力影响,提高设备运行稳定性。
液压马达子系统,通过液压系统压力实现液压马达输出轴与发电机输入轴同轴转动,包括变量液压马达。
发电子系统,通过变量液压马达旋转机械能转换为电能,实现能量转化,包括双馈感应发电机,双馈感应发电机输入轴与变量液压马达输出轴同轴相连。
用电负载子系统包括:用电负载设备,如深海装备、深海航行器、深海监测站。
管路电路连接部分,包括液压管路及电路连接部分,本发明为闭式液压系统,结构紧凑,管路连接简单,电路部分主要传输发电机与电磁换向阀电信号,实现电磁换向阀换向控制。
深海低流速海流能流动动能驱动第一深海海流能水轮机2和第二深海海流能水轮机20(本系统不局限于仅2套海流能水轮机),第一深海海流能水轮机2和第二深海海流能水轮机20转动分别同轴带动第一液压泵1和第二液压泵19的输入轴,实现液压泵转动驱动液压系统产生压力。
液压泵控制子系统分别布置于第一液压泵控子系统油箱29和第二液压泵控子系统油箱16的内部,第一液压泵控子系统油箱29和第二液压泵控子系统油箱16分别与第一液压泵控子系统外部自适应动态压力补偿子系统3和第二液压泵控子系统外部自适应动态压力补偿子系统10连接,实现液压泵控子系统油箱与外界深海海水压力自适应动态压力补偿和平衡;
液压泵控制子系统通过第一液压泵控子系统压力指示器26和第二液压泵控子系统压力指示器测量液压泵13输出压力;
液压泵控制子系统通过第一液压泵控子系统溢流阀30和第二液压泵控子系统溢流阀17实现对液压系统压力保护。
液压泵控制子系统通过第一液压泵控子系统出油单向阀27和第二液压泵控子系统出油单向阀14防止液压泵输出油回流。
第一电磁换向阀控制子系统换向阀6和第二电磁换向阀控制子系统换向阀7分别置于第一电磁换向阀控制子系统油箱5和第二电磁换向阀控制子系统油箱8;第一电磁换向阀控制子系统油箱5和第二电磁换向阀控制子系统油箱8分别与第一电磁换向阀控制子系统外部自适应动态压力补偿子系统4和第二电磁换向阀控制子系统外部自适应动态压力补偿子系统9连接,实现电磁换向阀控制子系统油箱与外界深海海水压力自适应动态压力补偿和平衡。
第一电磁换向阀控制子系统换向阀6和第二电磁换向阀控制子系统换向阀7分别通过第一电磁换向阀控制子系统节流阀25和第二电磁换向阀控制子系统节流阀12实现电磁换向阀回油节流控制。
第一电磁换向阀控制子系统换向阀6和第二电磁换向阀控制子系统换向阀7的电流信号来源于双馈感应发电机。第一电磁换向阀控制子系统换向阀6和第二电磁换向阀控制子系统换向阀7通过输出压力油给变量液压马达供油,实现微量聚合,压力油汇合,带动变量液压马达转动。
变量液压马达输出轴与双馈感应发电机22的输入轴同轴相连,实现交流变频发电。双馈感应发电机22同时给用电负载21和第一电磁换向阀控制子系统换向阀6和第二电磁换向阀控制子系统换向阀7供电。
请参阅图2,分别为压力补偿器和邮箱所形成的容腔流量连续方程与,考虑粘性阻力系数时,活塞组件与滚动膜片的力平衡方程经过拉普拉斯变换后整理得到的压力补偿器传递函数框图。在传递函数框图中,输入量是流量Qc,输出量是补偿压力Pc。通过对压力补偿器的设计,可以有效降低补偿压力的波动幅值,相对于负载压力突变而引起的补偿压力变化,由于流量阶跃输入而引起的补偿压力波动较小,本发明所设计的压力补偿器能够满足深海海流能水轮机发电液压系统的动态压力补偿,提供稳定的电力输出。
本发明一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统的工作原理为:
除了液压源、液压控制单元和液压执行器外,还在系统中设置了压力补偿器,压力.补偿器通过管路与油箱、阀箱连通。由于工作在海水环境中,因此将系统设计成封闭结构,此外由液压控制阀、液压集成块、控制电路等组成的液压控制单元也设置在封闭的阀箱内,虽然一些液压控制阀采用了耐海水腐蚀的材料,可以直接暴露在海水中,但考虑到电磁铁、控制电路等不能在海水中工作,因此设计了封闭式的阀箱,将液压控制单元设置在阀箱内。为避免采用耐压结构,将阀箱与压力补偿器连通,使阀箱内外压力平衡,大大减轻了系统的重量。
设计仿真参数如下
表2-1压力补偿器的仿真参数
压力补偿器和油箱的输入流量如图压力补偿器和邮箱的输入流量曲线所示,为一常值阶跃输入,输入流量大小为8.64L/min,流量阶跃输入时的补偿压力变化如图流量阶跃输入时的补偿压力变化曲线所示,从图3和图4中可以看出,无流量输入时,压力补偿器的补偿压力始终比外界海水压力高0.69bar,这也是压力补偿器的预充压力,流量阶跃输入后补偿压力产生了波动。
请参阅图5,将补偿压力与外界海水压力作差后得到图压力补偿器内外压差曲线,从图中可以看出,流量阶跃输入时补偿压力的变化主要为正弦压力波动,将曲线放大后发现,正弦压力波动的基准值在线性增加,但是增加的幅度较小,这是由于活塞位移而产生的补偿压力变化量。
仿真结果表明,本发明提供一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,能够实现平衡和补偿深海海水压力与液压系统压力之间压差,利用可再生能源持续发电,为偏远岛屿用电设备及深海装备提供持续稳定交流电。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,包括液压马达(23),液压马达(23)的输出端经双馈感应发电机(22)与用电负载(21)连接;液压马达(23)的输入端分别与第一电磁换向阀控制子系统油箱(5)和第二电磁换向阀控制子系统油箱(8)连接;第一电磁换向阀控制子系统油箱(5)和第二电磁换向阀控制子系统油箱(8)内均设置有电磁换向控制子系统,电磁换向控制子系统用于实现不同流向海流能液压发电系统压力换向功能;第一电磁换向阀控制子系统油箱(5)连接第一液压泵控子系统油箱(29),第二电磁换向阀控制子系统油箱(8)连接第二液压泵控子系统油箱(16),第一液压泵控子系统油箱(29)和第二液压泵控子系统油箱(16)均设置有深海海流能水轮机;第一电磁换向阀控制子系统油箱(5)、第一液压泵控子系统油箱(29)、第二电磁换向阀控制子系统油箱(8)和第二液压泵控子系统油箱(16)分别连接对应的电磁换向阀控制子系统外部自适应动态压力补偿子系统,电磁换向阀控制子系统外部自适应动态压力补偿子系统用于实现深海海水压力与液压系统压力补偿和压力平衡。
2.根据权利要求1所述的深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,电磁换向控制子系统包括设置在第一电磁换向阀控制子系统油箱(5)内的第一电磁换向阀控制子系统换向阀(6)和设置在第二电磁换向阀控制子系统油箱(8)内的第二电磁换向阀控制子系统换向阀(7),第一电磁换向阀控制子系统换向阀(6)的P、T端口和第二电磁换向阀控制子系统换向阀(7)的P、T端口分别与液压马达(23)的回油端口和进油端口连接,第一电磁换向阀控制子系统换向阀(6)的A端口和第二电磁换向阀控制子系统换向阀(7)的A端口分别与第一电磁换向阀控制子系统压力指示器(24)和第二电磁换向阀控制子系统压力指示器(11)连接,第一电磁换向阀控制子系统换向阀(6)的B端口和第二电磁换向阀控制子系统换向阀(7)的B端口分别经单向阀与第一液压泵控子系统油箱(29)和第二液压泵控子系统油箱(16)连接。
3.根据权利要求2所述的深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,第一液压泵控子系统油箱(29)内设置有第一液压泵控子系统回油过滤器(28),第一液压泵控子系统回油过滤器(28)经第一电磁换向阀控制子系统节流阀(25)分别与第一电磁换向阀控制子系统压力指示器(24)和第一电磁换向阀控制子系统换向阀(6)连接。
4.根据权利要求2所述的深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,第二液压泵控子系统油箱(16)内设置有第二液压泵控子系统回油过滤器(15),第二液压泵控子系统回油过滤器(15)经第二电磁换向阀控制子系统节流阀(12)分别与第二电磁换向阀控制子系统压力指示器(11)和第二电磁换向阀控制子系统换向阀(7)连接。
5.根据权利要求1所述的深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,第一液压泵控子系统油箱(29)内设置有第一液压泵(1),第一液压泵(1)的一端与第一深海海流能水轮机(2)连接,另一端经第一液压泵控子系统出油单向阀(27)与第一电磁换向阀控制子系统油箱(5)内设置的第一电磁换向阀控制子系统换向阀(6)连接。
6.根据权利要求5所述的深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,第一液压泵(1)还分别连接有第一液压泵控子系统吸油过滤器(31)、第一液压泵控子系统压力指示器(26)和第一液压泵控子系统溢流阀(30)。
7.根据权利要求1所述的深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,第二液压泵控子系统油箱(16)内设置有第二液压泵(19),第二液压泵(19)的一端与第二深海海流能水轮机(20)连接,另一端经第二液压泵控子系统出油单向阀(14)与第二电磁换向阀控制子系统油箱(8)内设置的第二电磁换向阀控制子系统换向阀(7)连接。
8.根据权利要求7所述的深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,第二液压泵(19)还分别连接有第二液压泵控子系统吸油过滤器(18)、第二液压泵控子系统压力指示器(13)和第二液压泵控子系统溢流阀(17)。
9.根据权利要求1所述的深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,用电负载(21)包括深海装备、深海航行器和深海监测站。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统,其特征在于,深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统为闭式液压系统。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110304081.4A CN112879211B (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110304081.4A CN112879211B (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112879211A true CN112879211A (zh) | 2021-06-01 |
CN112879211B CN112879211B (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=76041718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110304081.4A Active CN112879211B (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112879211B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114017250A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-08 | 西安交通大学 | 一种深海海流能低速聚流增压型液压发电系统 |
CN117492068A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-02-02 | 吉林大学 | 一种具有压力补偿功能的电动液压式海洋可控震源 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02252976A (ja) * | 1989-03-25 | 1990-10-11 | Kazuo Murazaki | 潮位発電装置 |
CN1888417A (zh) * | 2006-07-18 | 2007-01-03 | 浙江大学 | 液压式水下风车发电装置 |
CN202483484U (zh) * | 2012-03-17 | 2012-10-10 | 山东拓普液压气动有限公司 | 深海海底液压钳 |
CN108026893A (zh) * | 2016-03-11 | 2018-05-11 | Kyb株式会社 | 波浪发电装置 |
CN208184885U (zh) * | 2018-02-13 | 2018-12-04 | 佛山科学技术学院 | 一种水平对置双涡轮液压传动型海流能发电系统 |
CN109340220A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-02-15 | 北京工业大学 | 深海用电静液作动器 |
KR102058343B1 (ko) * | 2018-11-30 | 2019-12-23 | 유원산업(주) | 파력발전 운영 안정화를 위한 유압 pto 시스템 및 부하제어방법 |
CN111550351A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-18 | 西安交通大学 | 双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法 |
-
2021
- 2021-03-22 CN CN202110304081.4A patent/CN112879211B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02252976A (ja) * | 1989-03-25 | 1990-10-11 | Kazuo Murazaki | 潮位発電装置 |
CN1888417A (zh) * | 2006-07-18 | 2007-01-03 | 浙江大学 | 液压式水下风车发电装置 |
CN202483484U (zh) * | 2012-03-17 | 2012-10-10 | 山东拓普液压气动有限公司 | 深海海底液压钳 |
CN108026893A (zh) * | 2016-03-11 | 2018-05-11 | Kyb株式会社 | 波浪发电装置 |
CN208184885U (zh) * | 2018-02-13 | 2018-12-04 | 佛山科学技术学院 | 一种水平对置双涡轮液压传动型海流能发电系统 |
CN109340220A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-02-15 | 北京工业大学 | 深海用电静液作动器 |
KR102058343B1 (ko) * | 2018-11-30 | 2019-12-23 | 유원산업(주) | 파력발전 운영 안정화를 위한 유압 pto 시스템 및 부하제어방법 |
CN111550351A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-18 | 西安交通大学 | 双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114017250A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-08 | 西安交通大学 | 一种深海海流能低速聚流增压型液压发电系统 |
CN117492068A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-02-02 | 吉林大学 | 一种具有压力补偿功能的电动液压式海洋可控震源 |
CN117492068B (zh) * | 2023-12-27 | 2024-04-02 | 吉林大学 | 一种具有压力补偿功能的电动液压式海洋可控震源 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112879211B (zh) | 2021-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112879211B (zh) | 一种深海海流能水轮机液压发电自适应动态压力补偿系统 | |
JP6709225B2 (ja) | 液圧−空気圧式エネルギー貯蔵システム | |
CN102797613B (zh) | 一种抽水压缩空气储能系统 | |
CN103003567A (zh) | 风轮发电机和潮流发电机及其操作方法 | |
EP2696065A2 (en) | Apparatus for controlling a pendulum-type power-generating device using wave power | |
CN102985687A (zh) | 诸如带有液压传动装置的风力涡轮机的可再生能量提取装置 | |
WO2010032012A1 (en) | System and method for hydraulic power transfer | |
AU2020373245B2 (en) | Mechanical renewable green energy production | |
CN110578666A (zh) | 一种水力恒压式双效压缩空气储能系统 | |
CN101886605A (zh) | 波浪发电装置 | |
CN201461236U (zh) | 一种用于控制风轮的变桨距装置 | |
CN112727687A (zh) | 海上风机塔筒海水压缩空气储能系统及其使用方法 | |
Rampen et al. | A digital displacement hydrostatic wind-turbine transmission | |
WO2023065625A1 (zh) | 工程机械电液复合储能驱动系统及其控制方法 | |
CN111550351B (zh) | 双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法 | |
CN100571016C (zh) | 一种基于液压传动的海流发电变速恒频方法及其装置 | |
CN102654105B (zh) | 基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置 | |
CN113266529A (zh) | 一种将抽水储能和塔筒加阻相结合的风电机组及其工作方法 | |
CN202789354U (zh) | 基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置 | |
CN2937535Y (zh) | 一种液压式水下风车发电装置 | |
CN206625937U (zh) | 一种风力发电机组刹车系统及其动力装置 | |
CN107559131B (zh) | 一种悬挂摆式与振荡水柱式耦合的波浪能发电装置 | |
WO2011067561A1 (en) | Hydraulic transmission system | |
CN101871423A (zh) | 回转型液压比例伺服驱动马达变桨距系统 | |
CN203035444U (zh) | 具有独立供油系统的桨叶控制装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |