風能制氣發電系統的製作方法
2023-05-04 02:03:21
風能制氣發電系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種風能制氣發電系統，屬於發電【技術領域】。所述系統包括空氣壓縮子系統和風力發電子系統，其特徵在於，空氣壓縮子系統包括圓輪，該圓輪上交替設置有N極性磁鐵和S極性磁鐵，發電子系統包括定子圓環，該圓環上設置於圓輪之外周並設置有多組線圈；風車軸固連接於圓輪的中心。本實用新型提供的系統在利用風能產生電能的同時，也產生了壓縮空氣，將風能以壓縮空氣的形式存儲起來，當電網負荷較重時，利用壓縮空氣產生電能以補充電網的不足。
【專利說明】風能制氣發電系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風能制氣發電系統，屬於發電【技術領域】。
【背景技術】
[0002]現有技術中的能源轉換往往是先將一種能源轉換為另一種能源，再將另一種能量轉換成其它能量，如風力發電，其通過風車帶動風輪機，而後用風輪機帶動發電機進行發電。風力空氣壓縮，其通常是利用風車帶動圓輪，用圓輪帶動曲杆和連杆，連杆帶動活塞，活塞將氣缸內的空氣進行壓縮而後存儲於儲氣容器，即將風能轉換為氣能，而後再利用儲氣容器內的壓縮空氣帶動氣輪機，氣輪機帶動發電機進行發電；或者是將風能轉換為電能，再將電能轉換為氣能，現有技術中的這些能量轉換形式都不是同時進行的，這使某些部件的功能沒有得到充分利用，同時，也造成了能源的浪費。
【發明內容】
[0003]為克服現有技術中存在的缺點，本實用新型的發明目的是提供一種風能制氣發電系統，所述系統在產生電能的同時，也將空氣進行了壓縮，將風能以壓縮空氣的形式存儲起來。
[0004]為實現所述發明目的，本實用新型提供一種風能制氣發電系統，其包括空氣壓縮子系統和風力發電子系統，其特徵在於，空氣壓縮子系統包括圓輪，磁鐵的N極性和S極性交替設置在該圓輪上，發電子系統包括定子圓環，該圓環上設置於圓輪之外周並設置有多組線圈；風車軸固連接於圓輪的中心。
[0005]優選地，圓輪上設置有凸形連接鈕，其連接於氣缸的曲柄，曲柄連接於氣缸的連杆，連杆連接於氣缸的活塞。
[0006]優選地，氣缸通過第一換向閥交替與第一儲氣容器和第二儲氣容器接通。
[0007]優選地，第一儲氣容器和第二儲氣容器通過第二換向閥交替給氣動馬達提供壓縮空氣。
[0008]優選地，風能制氣發電系統還包括控制器、整流器和第一逆變器，風車帶動圓輪旋轉，多組線圈輸送的交流電，該交流電經整流器整流、濾波變換為直流電壓，該直流電壓提供給逆變器，經逆變轉換為三相交流電，提供給電網。
[0009]優選地，風能制氣發電系統還包括發電機和第二逆變器，氣動馬達驅動發電機的定子旋轉，發電機的定子上的線圈輸出交流電，經整流、濾波和逆變後提供給電網。
[0010]優選地，控制器根據第一儲氣容器和第二儲氣容器內的壓縮空氣的壓強控制第一換向閥的工作狀態。
[0011 ] 優選地，第一儲氣容器和第二儲氣容的排氣口分別設置有電磁閥，控制器根據電網的負荷控制兩個電磁閥的工作狀態。
[0012]優選地，控制器給第二換向閥提供控制信號以使第一儲氣容器和第二儲氣容器交替給氣動馬達提供壓縮空氣。[0013]與現有技術相比，本實用新型提供的系統在產生電能的同時，也產生了壓縮空氣，在電網需要電能較多時，可以利用壓縮空氣產生電能以補充電能的不足。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型提供的風能制氣發電系統的總體框圖；
[0015]圖2是本實用新型提供的風能制氣發電系統中的控制器制氣過程的控制流程圖；
[0016]圖3是本實用新型提供的風能制氣發電系統中的控制器發電過程的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖詳細說明本實用新型。
[0018]圖1是本發供明提供的風能制氣發電系統的總體框圖；如圖1所示，風能制氣發電系統包括空氣壓縮子系統和風力發電子系統，空氣壓縮子系統包括圓輪，磁鐵的N極性和S極性交替設置在該圓輪上，發電子系統包括定子圓環，該圓環上設置有多組線圈。
[0019]更具體的,空氣壓縮系統包括圓輪4、氣缸7、活塞8、連杆6、曲杆5、第一儲氣容器、第二儲氣容器和第一換向閥11，其中，圓輪上交替設置有N極性磁鐵和S極性磁鐵；風車軸固連接於圓輪的中心。活塞活動設置於氣缸內；連杆的一端與活塞相固連；連杆的另一端與曲杆的第一端相連；風車的軸固定於旋轉軸3的中心以使風車旋轉時，圓輪也隨之旋轉；曲杆的第二端活動連接於圓輪偏離圓心的地方，氣缸的底部設置有進氣口和排氣口，進氣口處設置有單向進氣閥9，排氣口處設置有單向排氣閥10 ;氣缸的排氣口經單向排氣閥連通於換向閥的進氣口中，換向閥的兩個排氣口分別連接於第一儲氣容器和第二儲氣容器的進氣口中。第一儲氣容器和第二儲氣容器的分別通過第一電磁閥12和第二電磁閥13向外供氣，其內分別設置有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別連接於控制器，控制器根據第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的信號控制第一換向閥的工作狀態。控制器根據電網的負荷控制第一電磁閥12和第二電磁閥13的工作狀態。
[0020]風能制氣發電系統還包括控制器、整流器、第一逆變器和第一電壓採集電路，風車帶動圓輪旋轉，多組線圈輸送的交流電，該交流電經由Dl、D2、D3、D4、D5和D6組成的整流器整流、經由電感L和電容C組成的低通濾波器濾波變換為直流電壓，該直流電壓提供給第一逆變器，經逆變轉換為三相交流電，提供給電網。第一電壓採集電路用於採集第一逆變器輸出的電壓的電壓信號，並提供給控制器；電網上還設置有電流信號採集電路。當風車帶動圓輪旋轉的同時，曲杆也跟著旋轉，曲杆帶動連杆向上移動，活塞8向氣缸頂部移動，進氣閥9打開，外界的空氣注入氣缸7，圓輪逆時針旋轉了 180度時，活塞8移動到最上端，氣缸7注滿了空氣，接著，圓輪帶動曲杆繼續逆時針旋轉，曲杆帶動連杆向下移動，活塞8向氣缸底部移動，單向進氣閥關閉，單向排氣閥9打開，氣缸7內的空氣壓縮經換向閥排放到第一儲氣容器或者第二儲容器內；圓輪逆時針旋轉了 360度時，活塞8移動到氣缸的底端，氣缸8內的空氣全部注入到儲氣容器內。如此循環，在將空氣體壓縮到儲氣容器內的同時，圓環上的線圈產生了交流電。
[0021]風能制氣發電系統還包括氣動馬達、發電機、第二逆變器、第二電壓採集電路和數控開關，氣動馬達驅動發電機的定子旋轉，發電機的定子上的線圈輸出交流電，傳送給第二逆變器轉換三相交流器，第二電壓採集電路用於採集第二逆變器輸出的電壓的電壓信號，並提供給控制器。控制器給第二換向閥提供控制信號以使第一儲氣容器和第二儲氣容器交替給氣動馬達提供壓縮空氣。控制器根據第一電壓信號採集電路採集的電壓信號、第二電壓信號採集電路採集的電壓信號和電流信號採集電路採集的電流信號控制第一逆變器、第二逆變器輸出的電壓信號的振幅和相位，並控制數控開關的工作狀態。
[0022]圖2是本實用新型提供的風能制氣發電系統中的控制器制氣過程的控制流程圖。控制器的控制過程如下:
[0023]步驟1:控制器分別給第一電磁閥和第二電磁閥發送控制信號，使第一儲氣容器停止向外供氣；
[0024]步驟2:檢測第一壓力傳感器的信號；
[0025]步驟3:判斷，如果第一壓力傳感器的平均壓強小於第一壓強設定值，則執行步驟4，否則執行步驟7;
[0026]步驟4:給第一換向閥提供控制信號，使空氣壓縮氣缸給第一儲氣容器充氣，並延遲一段時間T ；
[0027]步驟5:檢測第一壓力傳感器的信號；
[0028]步驟6:判斷，如果第一壓力傳感器的平均壓強仍然小於第一壓強設定值，則返回步驟4，否則執行步驟7;
[0029]步驟7:檢測第二壓力傳感器的信號；
[0030]步驟8:判斷，如果第二壓力傳感器的平均壓強小於第一壓強設定值，則執行步驟9，否則返回到步驟2;
[0031]步驟9:給第一換向閥提供控制信號，使空氣壓縮氣缸給第二儲氣容器充氣，並延遲一段時間T ；
[0032]步驟10:檢測第二壓力傳感器的信號；
[0033]步驟11:判斷，如果第二壓力傳感器的平均壓強仍然小於第一壓強設定值，則返回步驟9，否則返回步驟2。
[0034]圖3是本實用新型提供的風能制氣發電系統中的控制器發電過程的控制流程圖。控制器的控制過程如下:
[0035]步驟1:分別給第一電磁閥和第二電磁閥發送控制信號，使第一儲氣容器和第二儲氣容器的停止向外供氣；
[0036]步驟2:檢測電流採樣電路所採樣電網的電流信號；
[0037]步驟3:判斷，如果所採樣的電流信號的平均電流大於第一電流設定值，則執行步驟4，否則執行步驟5;
[0038]步驟4:延遲一段時間T ;
[0039]步驟5:檢測電流採樣電路所採樣電網的電流信號；
[0040]步驟6:判斷，如果所採樣的電流信號的平均電流仍然大於第一電流設定值，則執行步驟7，否則執行步驟24;
[0041]步驟7:給第一電磁閥和第二電磁閥發送控制信號，使第一儲氣容器和第二儲氣容器的向外供氣；
[0042]步驟8:檢測第一壓力傳感器；[0043]步驟9:判斷，如果第一壓力傳感器的所傳送第一儲氣容器中的壓縮空氣的壓強大於第二壓強設定值，則給第二換向閥提供控制信號，使第一儲氣容器通過第二換向閥向氣動馬達供氣，氣動馬達驅動發電機發電，第二逆變器在控制器的控制下將發電機所產生的電變為三相交流電，而後執行步驟10 ;如果小於第二壓強設定值，則執行步驟13 ；
[0044]步驟10:檢測第一和第二電壓採樣電路所採樣的三相電壓信號的相位；
[0045]步驟11:判斷，如果第二電壓採樣電路所採樣的三相電壓信號的相位與第一電壓採樣電路所採樣的三相電壓信號的相位分別相等，則執行步驟12，否則，給第二逆變器發送控制信號，調整第二逆變器輸出的三相電壓的相位，並返回到步驟10 ；
[0046]步驟12:使數控開關閉合，第二逆變器輸出的三相交流併入電網；
[0047]步驟13:延時，檢測第一壓力傳感器所檢測的第一儲氣容器中的空氣的壓強；
[0048]步驟14:判斷:如果第一儲氣容器中的空氣的壓強小於第二壓強設定值，則執行步驟15 ;否則返回步驟13 ；
[0049]步驟15:使數控開關斷開以使第二逆變器與電網斷開，並給第一儲氣容器充氣；
[0050]步驟16:檢測第二壓力傳感器的信號；
[0051]步驟17:判斷，如果第二壓力傳感器的所傳送第二儲氣容器的壓縮空氣的壓強大於第二壓強設定值，則給第二換向閥提供控制信號，使第二儲氣容器通過第二換向閥向氣動馬達供氣，氣動馬達驅動發電機發電，第二逆變器在控制器的控制下將所產生的電變為三相交流電，而後執行步驟18 ;如果小於第二壓強設定值，則執行步驟21 ；
[0052]步驟18:檢測第一和第二電壓採樣電路所採樣的三相電壓信號的相位；
[0053]步驟19:判斷，如果第二電壓採樣電路所採樣的三相電壓信號的相位與第一電壓採樣電路所採樣的三相電壓信號的相位分別相等，則執行步驟20，否則，給第二逆變器發送控制信號，調整第二逆變器輸出的三相電壓的相位，並返回到步驟18 ；
[0054]步驟20:使數控開關閉合，第二逆變器輸出的三相電併入電網；
[0055]步驟21:延時，檢測第二壓力傳感器所檢測的第二儲氣容器中的空氣的壓強；
[0056]步驟22:判斷:如果第二儲氣容器中的空氣的壓強小於第二壓強設定值，則執行步驟23 ;否則返回步驟21 ；
[0057]步驟23:使數控開關斷開使第二逆變器與電網斷開，給第二儲氣容器充氣；
[0058]步驟24:延遲一段時間T ；
[0059]步驟25:檢測電流採樣電路所採樣的電流信號；
[0060]步驟26:判斷，如果所採樣的電流信號的平均電流小於第二電流設定值，則執行步驟27，否則返回到步驟24，第二電流設定值大於第一電流設定值；
[0061]步驟27:給第一電磁閥和第二電磁閥發送控制信號，使第一儲氣容器和第二儲氣容器停止向外供氣，並給第二換向閥提供控制信號使其停止工作，給數控開關發送控制信號使其斷開，而後返回到步驟2。
[0062]另外，本實用新型提供的利用高功率變壓器和低功率變壓器進行供電的電路還包括開關電路，其輸入220V交流電，並給控制器提供+5V，+12V, +24V的直流電源。
[0063]本實用新型提供的系統所產生的交流電壓，可供村、鎮、工廠等用電，可用於加熱取曖、抽水、抽油等。
[0064]以上結合附圖詳細說明了本實用新型的工作原理，但是【具體實施方式】僅是用於示範地說明本實用新型。說明書僅是用於解釋權利要求書。但本實用新型的保護範圍並不局限於說明書。任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型批露的技術範圍內，可輕易想到的變化或者替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種風能制氣發電系統，其包括空氣壓縮子系統和風力發電子系統，其特徵在於，空氣壓縮子系統包括圓輪，磁鐵的N極性和S極性交替設置在該圓輪上，發電子系統包括定子圓環，該圓環上設置於圓輪之外周並設置有多組線圈；風車軸固連接於圓輪的中心。
2.根據權利要求1所述的風能制氣發電系統，其特徵在於，圓輪上設置有凸形連接鈕，其連接於氣缸的曲柄，曲柄連接於氣缸的連杆，連杆連接於氣缸的活塞。
3.根據權利要求2所述的風能制氣發電系統，其特徵在於，氣缸通過第一換向閥交替與第一儲氣容器和第二儲氣容器接通。
4.根據權利要求3所述的風能制氣發電系統，其特徵在於，第一儲氣容器和第二儲氣容器通過第二換向閥交替給氣動馬達提供壓縮空氣。
5.根據權利要求4所述的風能制氣發電系統，其特生在於，還包括控制器、整流器和第一逆變器，風車帶動圓輪旋轉，多組線圈輸送的交流電，該交流電經整流器整流、濾波變換為直流電壓，該直流電壓提供給逆變器，經逆變轉換為三相交流電，提供給電網。
6.根據權利要求5所述的風能制氣發電系統，其特生在於，還包括發電機和第二逆變器，氣動馬達驅動發電機的定子旋轉，發電機的定子上的線圈輸出交流電，經整流、濾波和逆變後提供給電網。
7.根據權利要求6所述的風能制氣發電系統，其特徵在於，控制器根據第一儲氣容器和第二儲氣容器內的壓縮空氣的壓強控制第一換向閥的工作狀態。
8.根據權利要求7所述的風能制氣發電系統，其特徵在於，第一儲氣容器和第二儲氣容的排氣口分別設置有電磁閥，控制器根據電網的負荷控制兩個電磁閥的工作狀態。
9.根據權利要求8所述的風能制氣發電系統，其特徵在於，控制器給第二換向閥提供控制信號以使第一儲氣容器和第二儲氣容器交替給氣動馬達提供壓縮空氣。
【文檔編號】F03D9/00GK203717243SQ201420033446
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月20日 優先權日:2014年1月20日
【發明者】劉典軍 申請人:青島格蘭德新能源有限公司