專利名稱:風(fēng)控高返回系數(shù)大功率開關(guān)的制作方法
本實用新型為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自動控制裝置，用于實現(xiàn)隨風(fēng)速對風(fēng)力發(fā)電機組進行自動控制。
目前，國內(nèi)外采用的新型風(fēng)力系統(tǒng)為立軸型達(dá)里厄(Darrieus)交流發(fā)電并網(wǎng)運行系統(tǒng)。(可參閱1979，No 3“國外新能源”雜志，或浙江省電力實驗研究所，1980年出版的“國外風(fēng)力發(fā)電動向”一書)該系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、造價低廉等特點，美國鋁業(yè)公司已商品化。加拿大國家研究委員會(NRC)與魁北克水電研究所(IREQ)合作的200KW異步機并網(wǎng)系統(tǒng)運行已有數(shù)年。加拿大為了展寬該機組使用的風(fēng)速范圍，從低風(fēng)速中得到更多的電能，在該系統(tǒng)中采用了可變速比升速箱。以實現(xiàn)在不同風(fēng)速時，用機械換擋的方法使風(fēng)機與發(fā)電機相匹配。顯然，由于可變速比升速箱制造技術(shù)復(fù)雜，因此造價高，操作也不方便。
為了克服采用可變速比升速箱所帶來的上述問題，本實用新型在達(dá)里厄風(fēng)機與異步機組成的并網(wǎng)系統(tǒng)中，使用造價低的固定速比升速箱，而由電控的方法來取代機械換擋的方法。制成一種隨風(fēng)速自動控制，返回系數(shù)高的大功率開關(guān)，以克服上述系統(tǒng)之不足。
本開關(guān)即風(fēng)控高返回系數(shù)大功率開關(guān)是由風(fēng)速傳感器，電子電路，執(zhí)行元件(交、直流接觸器或大功率雙向可控硅)組成。其工作原理框圖如附圖所示。其工作原理如下風(fēng)速傳感器“1”將風(fēng)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦枺?jīng)電子電路的整流電路“2”、阻抗變換電路“3”，到按幾個不同風(fēng)速(本圖中為V1——V6六個不同的風(fēng)速)而設(shè)計的基準(zhǔn)設(shè)置電路“4”去比較，再經(jīng)驅(qū)動放大電路“5”處理后，帶動其執(zhí)行元件“6”，即可實現(xiàn)隨風(fēng)速準(zhǔn)確地控制執(zhí)行元件的吸合與釋放，執(zhí)行元件可選用經(jīng)濟實用，國內(nèi)的定型產(chǎn)品——交、直流接觸器。也可選用較先進的大功率雙向可控硅。
本功率開關(guān)由于仍采用了現(xiàn)有的風(fēng)速傳感器，和交流、直流接觸器，配之所設(shè)計的電子電路其特點是功率大；按所設(shè)計的風(fēng)速準(zhǔn)確動作，且返回系數(shù)高達(dá)90％以上，達(dá)到造價低，操作方便等予期目的。
附圖為本實用新型的一個具體實施例——六通道風(fēng)控高返回系數(shù)大功率開關(guān)的工作原理框圖與電路圖。
圖1為本實施例的工作原理框圖。
圖2為本實施例的電路圖。圖中包括6個部分。
1、風(fēng)速傳感器采用我國定型產(chǎn)品并為目前氣象臺站所用的“EL型電接風(fēng)向風(fēng)速儀”。
2、整流濾波電路EL型風(fēng)速計為一只交流測速發(fā)電機為轉(zhuǎn)變成所要求的直流風(fēng)速信號，故設(shè)置整流濾波電路。其中1R及1Z穩(wěn)壓器在正常使用風(fēng)速范圍內(nèi)不起作用，當(dāng)風(fēng)速超過上限值后起限幅保護作用。
3、阻抗變換電路適應(yīng)前后級電子電路匹配的需要。
4、基準(zhǔn)電壓設(shè)置電路與驅(qū)動放大電路控制放大風(fēng)速信號Vn，并使小型繼電器Jn動作。
5、執(zhí)行元件實現(xiàn)大功率控制主電路的轉(zhuǎn)換。采用常規(guī)的交流或直流接觸器，用小型繼電器Jn的常開觸頭控制接觸器nC的線圈。
已制出的六通道風(fēng)控高返回系數(shù)大功率開關(guān)(直流)經(jīng)風(fēng)洞實驗，實測數(shù)據(jù)如下執(zhí)行元件440V；40A直流接觸器。
吸合風(fēng)速VI(m/s)為5.50；6.35；7.70；8.36；9.13；10.1時，釋放風(fēng)速V2(m/s)對應(yīng)為5.00；6.16；7.30；8.06；8.80；10.06。
返回系數(shù)K＝V2/VI對應(yīng)為91％；97％；95％；96％；96％；99％。
本開關(guān)經(jīng)阻抗變換器輸出的電壓V與風(fēng)速的關(guān)系只要求有確定的對應(yīng)關(guān)系，不要求嚴(yán)格的線性關(guān)系。傳感器的線性度不影響動作風(fēng)速，也不影響返回系數(shù)。而且基準(zhǔn)電壓設(shè)置部分可按不同風(fēng)速調(diào)到其參數(shù)值后封裝為系列、獨立元件(只有兩個引腳)。裝置做好后要改變其動作風(fēng)速(例如1C原為6米/秒風(fēng)速時吸合，現(xiàn)要改為8米/秒風(fēng)速時動作)只要更換相應(yīng)的“基準(zhǔn)設(shè)置”插件即可。
本大功率(交流)開關(guān)也已在北京八達(dá)嶺外西撥子風(fēng)力發(fā)電試驗場6米型風(fēng)機與異步機的并網(wǎng)系統(tǒng)試運行，試運行證明開關(guān)可準(zhǔn)確地實現(xiàn)隨指令風(fēng)速啟動、變速、超速保護等自動控制。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的大功率開關(guān)，其特征在于由風(fēng)速傳感器，電子電路，執(zhí)行元件(交流接觸器，直流接觸器或大功率雙向可控硅)組成。
2.如權(quán)利要求
1所述的開關(guān)其特征在于其電子電路由整流電路，阻抗變換電路，基準(zhǔn)設(shè)置電路，與驅(qū)動放大電路四部分組成。
專利摘要
風(fēng)控高返回系數(shù)大功率開關(guān)，屬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自動控制裝置。用于實現(xiàn)隨風(fēng)速對風(fēng)力發(fā)電機組進行啟動、變負(fù)載、發(fā)出告急訊號等自動控制。本開關(guān)的技術(shù)特點在于采用電控的方法來取代現(xiàn)有技術(shù)中因利用機械控制而帶來的造價高，操作不方便等問題。本開關(guān)由風(fēng)速傳感器，電子電路及執(zhí)行元件(交、直流接觸器)組成，具有隨風(fēng)速控制，返回系數(shù)高(達(dá)90％以上)，功率大等特點。應(yīng)用于用風(fēng)速控制的領(lǐng)域。
文檔編號F03D7/00GK85202174SQ85202174
公開日1986年8月20日 申請日期1985年1月30日
發(fā)明者蔡躍陸 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan