基于液压传动的波浪发电蓄能稳压恒频方法及其装置

摘要

本发明公开了一种基于液压传动的波浪发电蓄能稳压恒频方法及其装置。将浮力摆和液压缸相连，液压缸无杆腔输出的高压油经由控制集成阀通过高压油管接入高压蓄能器和变量马达的进油口，变量马达的出油口输出的低压油接入低压大容量蓄能器和控制集成阀流回液压缸有杆腔，变量马达的主轴连接永磁同步发电机，永磁同步发电机和整流模块、直流电能充放控制模块相连后接无级可调卸荷负载和蓄电池组。高压蓄能器和低压大容量蓄能器通过吸收由瞬变波浪变化引起的压力和流量波动，实现蓄能。控制器分别通过无级调节卸荷负载和液压马达排量，实现稳压和恒频。本发明使波浪发电装置能量输出更加平稳，受波浪的冲击影响更小，具有较高的效率。

主权项

一种基于液压传动的波浪发电蓄能稳压恒频方法，其特征在于：1)将浮力摆的机械能输入液压缸，将变量马达输出的机械能输入永磁同步发电机的主轴，在永磁同步发电机上分别安装发电机转速传感器和发电机电压传感器，在蓄电池组和工作负载上也装有各自的蓄电池组电压传感器和工作负载电压传感器，存储控制程序的PLC控制器分别与发电机转速传感器、发电机电压传感器、蓄电池组电压传感器、工作负载电压传感器、直流电能充放控制模块、永磁同步发电机和变量马达电气连接；2)利用高压蓄能器吸收由瞬变波浪波速变化引起的压力和流量波动，当波速增大时，高压蓄能器把多余的能量储存起来，波速减小时，高压蓄能器把能量释放出来，使到达变量马达的液压能是稳定的，低压大容量蓄能器一方面充当油箱，起到补充油液的作用，使补油管路保持一定压力，另一方面也可以吸收液压系统中油液的波动，高压蓄能器和低压大容量蓄能器的共同作用实现液压传动过程中的蓄能功能；3)用电压传感器分别测量永磁同步发电机发出的电压值Vg、蓄电池组的电压值Vb和工作负载的电压值V工，输入PLC控制器，PLC控制器根据永磁同步发电机发出的电压值Vg、蓄电池组的电压值Vb、工作负载的电压值V工和事先存储在PLC内部程序中的工作负载的最佳工作电压值V工opt计算出卸荷负载需消耗掉的卸荷电压V卸荷，然后根据卸荷电压V卸荷荷由PLC内部的控制算法计算出直流电能充放控制模块的卸荷负载控制信号S卸荷并输出，通过直流电能充放控制模块切入或切出相应的卸荷负载，实现卸荷负载的无级可调，进而实现工作负载稳压在最佳工作电压值V工opt工作；4)发电机转速传感器测量出永磁同步发电机的转速ng，输入PLC控制器，永磁同步发电机的额定转速ngN事先存储在PLC内部程序中，PLC根据已输入的发电机转速ng和额定转速ngN计算出发电机的转速偏差信号ngdif，并根据该偏差信号ngdif由PLC控制器内部存储的数字PID控制算法计算出变量马达的排量控制信号qm并输出，通过变量马达的变量机构调节变量马达排量，从而使变量马达的转速恒定在永磁同步发电机的额定转速ngN，实现永磁同步发电机的恒频运转。