[发明专利]风力发电机的液压混合动力控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种风力发电机的液压混合动力控制系统，包括叶片(1)、叶片轴(2)、传动系统(3)和发电机(5)，风力发电机的叶片(1)和叶片轴(2)输入端同轴连接，叶片轴(2)输出端经传动系统(3)和发电机(5)连接；其特征在于：采用液压混合动力控制系统，液压混合动力控制系统包括第一输出轴(4)、输入轴(7)、齿轮组(8)、第二输出轴(9)、液压蓄能器(10)、变量液压泵/马达(12)和油箱(14)；叶片轴(2)输出端和输入轴(7)的一端并联连接，输入轴(7)的另一端经齿轮组(8)和第二输出轴(9)的一端传动连接，第二输出轴(9)的另一端经变量液压泵/马达(12)的轴端同轴连接，变量液压泵/马达(12)的两个液压口分别连通液压蓄能器(10)、油箱(14)；叶片轴(2)上安装有角加速度传感器(6)，用于检测叶片轴(2)旋转的角加速度。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机的液压混合动力控制系统，其特征在于：所述的变量液压泵/马达(12)的两个液压口分别经第一液压管道(11)、第二液压管道(13)后连通液压蓄能器(10)、油箱(14)。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机的液压混合动力控制系统，其特征在于：所述的齿轮组(8)放大变量液压泵/马达(12)产生传递到叶片轴(2)的制动转矩和驱动转矩。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机的液压混合动力控制系统，其特征在于：所述齿轮组(8)的结构形式根据液压混合动力控制系统中的变量液压泵/马达(12)个数决定。

5.根据权利要求4所述的一种风力发电机的液压混合动力控制系统，其特征在于：所述液压混合动力控制系统中只有单个变量液压泵/马达(12)时，齿轮组(8)采用轴线齿轮。

6.根据权利要求4所述的一种风力发电机的液压混合动力控制系统，其特征在于：所述液压混合动力控制系统中由多个变量液压泵/马达(12)并联，齿轮组(8)采用行星齿轮。

7.应用于权利要求1-6任一所述风力发电机的液压混合动力控制系统的控制方法，其特征在于：方法采用所述液压混合动力控制系统，在风力发电机工作中，角加速度传感器(6)实时监测叶片轴(2)旋转的角加速度，并且进行以下处理控制：

在风速下降时，通过角加速度传感器(6)检测到叶片轴(2)的角加速度为负，控制变量液压泵/马达(12)作为变量液压泵，从油箱(14)抽油向液压蓄能器(10)充能，给叶片轴(2)辅助提供制动转矩，使叶片轴(2)转速下降直到角加速度传感器(6)检测到叶片轴(2)的角加速度为零，则停止变量液压泵/马达(12)工作；

在风速上升时，通过角加速度传感器(6)检测到叶片轴(2)的角加速度为正，控制变量液压泵/马达(12)作为变量液压马达，液压蓄能器(10)释放能量经由变量液压泵/马达(12)回油到油箱(14)，进而驱动变量液压泵/马达(12)给叶片轴(2)辅助提供驱动转矩，使叶片轴(2)转速上升直到角加速度传感器(6)检测到叶片轴(2)的角加速度为零，则停止变量液压泵/马达(12)工作。

8.根据权利要求7所述的风力发电机的液压混合动力控制方法，其特征在于：所述的变量液压泵/马达(12)的实时工作排量大小由角加速度传感器(6)检测的角加速度和液压蓄能器(10)的能量水平实时调节。

9.根据权利要求7所述的风力发电机的液压混合动力控制方法，其特征在于：所述变量液压泵/马达(12)的最大排量根据需求设置选取，采用单个变量液压泵/马达，或者采用多个变量液压泵/马达并联的形式。

10.根据权利要求7所述的风力发电机的液压混合动力控制方法，其特征在于：所述的变量液压泵/马达(12)产生的制动转矩和驱动转矩经由齿轮组(8)放大后传递到叶片轴(2)。