[发明专利]基于液压传动的波浪发电蓄能稳压恒频方法及其装置

权利要求书

1.一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V_g、蓄电池组的电 压值V_b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V_g、蓄电池组的电压值V_b、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n_g，输入PLC控制器， 永磁同步发电机的额定转速n_gN事先存储在PLC内部程序中，PLC根据已输入的 发电机转速n_g和额定转速n_gN计算出发电机的转速偏差信号n_gdif，并根据该偏差 信号n_gdif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q_m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n_gN，实现永磁同步发电机的恒频运 转。

2.用于权利要求1所述方法的一种基于液压传动的波浪发电蓄能稳压恒频 的装置，其特征在于：将浮力摆(1)分别和两个液压缸(2、3)的活塞杆相连，两个 液压缸(2、3)的无杆腔与各自的控制集成阀(4、5)同侧的一端连接，两个液压缸 (2、3)的有杆腔与各自的控制集成阀(4、5)同侧的另一端连接，两个控制集成阀 (4、5)同侧的一端通过高压油管(18)接入高压蓄能器(6)和变量马达(8)的一端，在 高压蓄能器(6)的入口安装第一截止阀(7)，变量马达(8)的主轴直接和永磁同步发 电机(9)的主轴相连，永磁同步发电机(9)经由整流模块(10)和直流电能充放控制 模块(12)相连，无级可调卸荷负载(13)、蓄电池组(14)和工作负载(15)的两端并联 连接在直流电能充放模块(12)上；两个控制集成阀(4、5)同侧的另一端通过低压 油管(19)接入低压大容量蓄能器(16)和变量马达(8)的另一端，在低压大容量蓄能 器(16)的入口安装第二截止阀(17)；PLC控制器(11)分别与发电机转速传感器 (23)、发电机电压传感器(20)、蓄电池组电压传感器(21)、工作负载电压传感器 (22)、直流电能充放控制模块(12)、永磁同步发电机(9)和变量马达(8)电气连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于液压传动的波浪发电蓄能稳压恒频的装 置，其特征在于：所述的控制集成阀(4、5)结构相同，均包括四个单向阀(24、 25、26、27)和两个安全阀(28、29)，第一单向阀(24)的进油口与第二单向阀(25) 的出油口串联后，第一安全阀(28)的出油口与第二安全阀(29)的出油口串联后， 分别并联在液压缸无杆腔高压端和有杆腔的低压端之间，第一单向阀(24)的出油 口和第一安全阀(28)的进油口接在无杆腔，第二单向阀(25)的进油口和第二安全 阀(29)的进油口接在有杆腔，无杆腔经第三单向阀(26)接入高压油管，第二单向 阀(25)进油口与第二安全阀(29)的进油口和第四单向阀(27)出油口连接，第一单 向阀(24)与第二单向阀(25)的串接端经第一安全阀(28)与第二安全阀(29)的串接 端与第四单向阀(27)的进油口接入低压油管。