專利名稱：一種帶有pid調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車系統(tǒng)，特別涉及一種帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出電功率都是隨著風(fēng)力的大小隨時(shí)發(fā)生變化的,風(fēng)速每提高一倍，輸出功率提高八倍。當(dāng)風(fēng)力超過(guò)額定最大風(fēng)速是，由于發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，容易產(chǎn)生機(jī)械性解體損壞，發(fā)電機(jī)線圈也可能因?yàn)檫^(guò)載而燒壞，尤其是風(fēng)速達(dá)到十級(jí)以上甚至臺(tái)風(fēng)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用安全性、可靠性成為首要解決的問(wèn)題。為保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全，通常采用改變迎風(fēng)方向(偏航)、改變?nèi)~片的迎風(fēng)夾角(變攻角)、機(jī)械性剎車系統(tǒng)三種方式之一來(lái)控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。三種方法雖然都能起到一定的作用，但各有利弊。偏航反應(yīng)時(shí)間 長(zhǎng)，相對(duì)風(fēng)向的瞬息萬(wàn)變存在滯后，難以保證發(fā)電機(jī)的安全；變攻角最為理想、安全，但由于機(jī)械機(jī)構(gòu)的原因，中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)法安裝；綜合來(lái)講，最為理想的方案就是剎車安全系統(tǒng)。現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車系統(tǒng)主要由兩個(gè)蓄能器、兩個(gè)節(jié)流閥、三個(gè)開(kāi)關(guān)閥、一對(duì)液壓缸、剎車盤和液壓油供給系統(tǒng)組成，通過(guò)調(diào)節(jié)液壓缸內(nèi)油壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)剎車力矩的大小，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)剎車，減小機(jī)械振動(dòng)、減少剎車片的磨損。但是這種剎車系統(tǒng)動(dòng)作頻繁，控制不精確，容易縮短剎車系統(tǒng)的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，它不僅剎車平穩(wěn)，而且剎車時(shí)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的慣性沖擊小，剎車系統(tǒng)使用壽命長(zhǎng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，它包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、頻率/轉(zhuǎn)速變換器、風(fēng)速傳感器、單片機(jī)、電流放大驅(qū)動(dòng)器、電源、剎車機(jī)構(gòu)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)將發(fā)出的電壓脈沖信號(hào)經(jīng)頻率/轉(zhuǎn)速變換器、傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，所述風(fēng)速傳感器將檢測(cè)到的風(fēng)速信號(hào)直接傳送到單片機(jī)，其特征在于所述單片機(jī)內(nèi)裝有PID調(diào)節(jié)器及定時(shí)器。所述單片機(jī)根據(jù)采集的風(fēng)速信號(hào)控制剎車機(jī)構(gòu)。所述剎車機(jī)構(gòu)由電磁鐵、電磁鐵線圈、剎車鼓和剎車蹄片組成，剎車機(jī)構(gòu)在單片機(jī)控制下給出剎車曲線電流。所述PID調(diào)節(jié)器用于修正單片機(jī)接收的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，修正后的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速按照5 20r/min的下降速率柔性下降，直至完全停車。所述電流放大驅(qū)動(dòng)器將單片機(jī)輸出的Γ20πιΑ控制電流放大到(TlA來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁鐵，逐漸加大剎車鼓和剎車蹄片間的摩擦緩慢剎車。所述定時(shí)器可以自由設(shè)置時(shí)間，自動(dòng)控制剎車系統(tǒng)的動(dòng)作頻率。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)一是采用PID調(diào)節(jié)器修正發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的均勻平穩(wěn)下降，保證了機(jī)械結(jié)構(gòu)的安全；二是通過(guò)電流放大信號(hào)驅(qū)動(dòng)電磁鐵，使剎車蹄片與剎車鼓之間摩擦力逐漸加大，實(shí)現(xiàn)柔性剎車；三是單片機(jī)程序設(shè)置為2小時(shí)內(nèi)不超過(guò)風(fēng)速額定限額，自動(dòng)釋放剎車系統(tǒng)，防止了剎車系統(tǒng)頻繁動(dòng)作。

圖I為本實(shí)用新型一種帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)的原理框圖。圖2為本實(shí)用新型一種帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)的剎車機(jī)構(gòu)示意圖。圖中I風(fēng)力發(fā)電機(jī)，2頻率/轉(zhuǎn)速變換器，3風(fēng)速傳感器，4單片機(jī)，5PID調(diào)節(jié)器，6定時(shí)器，7電流放大驅(qū)動(dòng)器，8電源,9剎車機(jī)構(gòu)，10電磁鐵,11電磁鐵線圈，12剎車鼓,13剎車蹄片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。參見(jiàn)圖1，一種帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接頻率/轉(zhuǎn)速變換器，通過(guò)頻率/轉(zhuǎn)速變換器將發(fā)出的電壓脈沖信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，風(fēng)速傳感器連接單片機(jī)，將檢測(cè)到的風(fēng)速信號(hào)直接傳送到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)接收到的過(guò)高風(fēng)速信號(hào)啟動(dòng)剎車機(jī)構(gòu)，剎車電路在單片機(jī)的控制下逐點(diǎn)給出剎車曲線電流，并將檢測(cè)到的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)與之對(duì)比加以PID修正，將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降速率控制在5 20r/min，通過(guò)電流放大驅(qū)動(dòng)器將單片機(jī)輸出的Γ20πιΑ控制電流放大到(TlA來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁鐵剎車，使得剎車蹄片與剎車鼓之間摩擦力逐漸增大，有效避免了機(jī)械剎車時(shí)產(chǎn)生的沖擊，真正實(shí)現(xiàn)柔性剎車保障了機(jī)械結(jié)構(gòu)的安全；單片機(jī)程序設(shè)置為2小時(shí)內(nèi)不超過(guò)風(fēng)速額定限額，通過(guò)定時(shí)器自動(dòng)釋放剎車系統(tǒng)，防止了剎車系統(tǒng)頻繁動(dòng)作，延長(zhǎng)剎車系統(tǒng)的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)(I)、頻率/轉(zhuǎn)速變換器(2)、風(fēng)速傳感器(3)、單片機(jī)(4)、電流放大驅(qū)動(dòng)器(7)、電源(8)、剎車機(jī)構(gòu)(9)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(I)將發(fā)出的電壓脈沖信號(hào)經(jīng)頻率/轉(zhuǎn)速變換器(2)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)(4)，所述風(fēng)速傳感器(3)將檢測(cè)到的風(fēng)速信號(hào)直接傳送到單片機(jī)(4)，其特征在于所述單片機(jī)(4)內(nèi)裝有PID調(diào)節(jié)器(5)及定時(shí)器(6)。
2.如權(quán)利要求I所述的帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)(4)根據(jù)采集的風(fēng)速信號(hào)控制剎車機(jī)構(gòu)(9)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，其特征在于所述剎車機(jī)構(gòu)(9)由電磁鐵(10)、電磁鐵線圈(11)、剎車鼓(12)和剎車蹄片(13)組成，剎車機(jī)構(gòu)(9)在單片機(jī)⑷控制下給出剎車曲線電流。
4.如權(quán)利要求3所述的帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，其特征在于所述PID調(diào)節(jié)器(5)用于修正單片機(jī)(4)接收的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，修正后的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速按照5 20r/min的下降速率柔性下降，直至完全停車。
5.如權(quán)利要求4所述的帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，其特征在于電流放大驅(qū)動(dòng)器(7)將單片機(jī)⑷輸出的Γ20πιΑ控制電流放大到(TlA來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁鐵(10)，逐漸加大剎車鼓(12)和剎車蹄片(13)間的摩擦緩慢剎車。
6.如權(quán)利要求I所述的帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，其特征在于所述定時(shí)器(6)可以自由設(shè)置剎車動(dòng)作的間隔時(shí)間，自動(dòng)控制剎車系統(tǒng)的動(dòng)作頻率。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有PID調(diào)節(jié)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)柔性剎車系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)、頻率/轉(zhuǎn)速變換器、風(fēng)速傳感器、單片機(jī)、電流放大驅(qū)動(dòng)器、剎車機(jī)構(gòu)，所述單片機(jī)內(nèi)裝有PID調(diào)節(jié)器及定時(shí)器，風(fēng)速傳感器將檢測(cè)到的風(fēng)速信號(hào)傳到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)信號(hào)啟動(dòng)剎車系統(tǒng)給出剎車曲線電流，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將發(fā)出的電壓脈沖信號(hào)經(jīng)頻率/轉(zhuǎn)速變換器傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)與之對(duì)比并加以PID修正，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速按照5~20r/min的下降速率柔性下降，直至完全停車，單片機(jī)程序設(shè)置為2小時(shí)內(nèi)不超過(guò)風(fēng)速額定限額，通過(guò)定時(shí)器自動(dòng)釋放剎車系統(tǒng)。本實(shí)用新型不僅剎車機(jī)械沖擊小，剎車平穩(wěn)，而且可自動(dòng)控制剎車頻率，延長(zhǎng)剎車系統(tǒng)使用壽命，確保了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全。
文檔編號(hào)F03D7/00GK202746096SQ20122049870
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者郭友生, 賀中好 申請(qǐng)人:安徽順然新能源有限公司