[发明专利]一种风力发电机组预测型恒速箱系统及恒速控制方法

权利要求书

1.一种风力发电机组预测型恒速箱系统，其特征在于：包括行星轮系、控制齿轮、动力源、风速计、控制器，所述行星轮系包括齿圈、太阳轮、行星轮、行星架，所述齿圈的外圆周设为齿轮面，行星轮系的行星架与风力发电机组的风轮轴固接，行星轮系的太阳轮与风力发电机组的发电机主轴固接，所述控制齿轮与行星轮系中齿圈外圆周的齿轮面啮合，所述动力源与控制齿轮传动连接，所述控制器与动力源控制连接，所述风速计设置于风力发电机组工作环境中，风速计与控制器信号传递连接，由风速计采集风力发电机组工作环境风速数据并传送至所述控制器；

所述风力发电机组预测型恒速箱系统控制方法如下：

由控制器根据所述风速计测量得到的风速数据，预测得到当前风速下所述风力发电机组中风轮轴转速变化量，再结合所述齿圈与太阳轮的齿数比、齿圈与控制齿轮的齿数比，通过动力源控制所述控制齿轮的转速，进而控制所述齿圈转速，使所述风力发电机组中发电机主轴转速保持恒定为设定目标值；所述控制器基于控制公式控制所述控制齿轮的转速，使所述风力发电机组中发电机主轴转速保持恒定为设定目标值，控制公式如下：

n₄ = b ((1+a)(n₃₊Δn₃)-n₁) / a，

其中：a为行星轮系中齿圈与太阳轮的齿数比；b为齿圈与控制齿轮的齿数比；

n₁为行星轮系中太阳轮的转速，由于太阳轮与风力发电机组的发电机主轴固接，故n₁即为风力发电机组的发电机主轴需要保持恒定的设定目标值；

n₃为行星轮系中行星架的当前转速，由于行星架与风力发电机组的风轮轴固接，故n₃即为风轮转速传感器测得的风力发电机组中风轮轴转速；

Δn₃为行星架转速的变化量，由于行星架与风力发电机组的风轮轴固接，故Δn₃即为控制器根据所述风速计测量数据预测得到的风轮轴转速变化量，Δn₃初始值为0；

n₄为控制齿轮的受控转速。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组预测型恒速箱系统，其特征在于：所述控制器电连接有风轮转速传感器，所述风轮转速传感器工作配合于风力发电机组的风轮轴，由风轮转速传感器感测风力发电机组中风轮轴转速并将转速数据送入控制器。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组预测型恒速箱系统，其特征在于：所述控制器电连接有主轴转速传感器，所述主轴转速传感器工作配合于风力发电机组的发电机主轴，由主轴转速传感器感测风力发电机组中发电机主轴实际转速并将转速数据送入控制器。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组预测型恒速箱系统，其特征在于：由控制器获取主轴转速传感器感测得到的风力发电机组中发电机主轴实际转速，并结合风力发电机组中发电机主轴转速需要保持恒定的设定目标值，得到修正系数，然后通过修正系数对所述控制齿轮的受控转速进行修正，使风力发电机组中发电机主轴转速保持恒定为设定目标值。

5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组预测型恒速箱系统，其特征在于：设修正系数为c，当发电机主轴的实际转速大于需要保持恒定的设定目标值时，使所述控制齿轮的受控转速修正为：（1+c）*修正前控制齿轮的受控转速；

当发电机主轴的实际转速小于需要保持恒定的设定目标值时，使所述控制齿轮的受控转速修正为：（1-c）*修正前控制齿轮的受控转速。