一种间接式波浪能装置液压负载分级控制系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种间接式波浪能装置液压负载分级控制系统及方法，该系统包括第一液压缸组、第二液压缸组、第三液压缸组、高压蓄能器组、压力检测控制模块、第一液压发电机组、第二液压发电机组和第三液压发电机组，压力检测控制模块的检测端用于获取高压蓄能器组的内部压力，并将内部压力与预先设定的压力级别进行比较，根据比较结果分别控制换向阀和电磁阀的通断。本发明专利技术的有益效果是：可以进行自动加载全部液压负载，或者自动减载全部液压负载，使波浪能装置在全负载状态或在能量转换效率最优状态下运行。优状态下运行。优状态下运行。

【技术实现步骤摘要】
一种间接式波浪能装置液压负载分级控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及波浪能装置液压发电控制
，尤其涉及一种间接式波浪能装置液压负载分级控制系统及方法。

技术介绍

[0002]常规液压式的波浪能装置转换流程如下，在波浪的驱动下，吸波浮体带动与其安装在一起的液压缸做往复运动，液压缸在往复运动过程中将液压油泵入到高压蓄能器组，也即是将波浪能转换成液压能，称为一级能量转换。当蓄能器组的压力达到设定的压力时，启动控制阀组，释放蓄能器组中的高压液压油冲击液压马达，使其旋转，将液压能转换成旋转机械能，称为二级能量转换。由液压马达驱动与其同轴连接的发电机旋转发电，将旋转机械能转换成电能，称为三级能量转换。
[0003]波浪能装置的一级能量转换过程是一个机械振动过程，该过程中，不同波浪力下，都存在一个最优的波浪俘获效率，该效率对应存在一个最优液压负载，也即是液压缸的做功阻尼力，其大小为液压缸有效做功面积乘以蓄能器压力。在蓄能器压力设定的情况下，通过调节液压缸有效做功面积，也即是调节液压缸加载的数量，使一级能量转换效率达到最优。因此，如何使波浪能装置根据波浪的大小，自动的选择相应的液压负载，即自主选择有效做功的液压缸的数量，成了提高波浪能装置发电效率的关键因素。所谓有效做功的液压缸，也即是该条液压缸的出油口接入到高压蓄能器组中，无效做功的液压缸，是指液压缸的出油口接入到低压回路中，不参与做功。
[0004]当前，大多数波浪能装置调节液压负载大小主要是靠手动调节，通过人为的判断波浪大小，然后控制液压缸出油口的方向。让波浪能装置根据波浪大小自主调节液压负载大小的控制技术鲜有报道。有鉴于此，申请人于此前申请了专利技术专利“一种波浪能装置液压自动分级加载控制器”(申请号CN201610614272.X)，该控制器需要通过额外增加多个液压设备来测量波浪功率，测量系统独立于能量转换系统之外，并且该控制器的控制精确程度与流量调节阀有关，现实操作中，流量调节阀很难做到精确调节流量，微小的振动都会导致流量调节阀流量
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压力特性曲线发生变化，因此该系统的实际应用中效果并不理想。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出一种间接式波浪能装置液压负载分级控制系统及方法，通过自身能量转换系统间接自动测量波浪的大小，并根据波浪的大小自主选择液压负载的大小，实现波浪能装置一级能量转换效率的提高，可操作性强。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供了一种间接式波浪能装置液压负载分级控制系统，包括第一液压缸组、第二液压缸组、第三液压缸组、高压蓄能器组、压力检测控制模块、第一液压发电机组、第二液压发电机组和第三液压发电机组；所述第一液压缸组的输出端与所述高压蓄能器组的输入端直连，所述第二液压缸组和所述第三液压缸组的输出端均分别通过独立的换向阀与所述高压蓄能器组的输入端以及回油箱连接，所述高压蓄能
器组的输出端分别通过独立的电磁阀与所述第一液压发电机组、所述第二液压发电机组和所述第三液压发电机组连接，所述压力检测控制模块的检测端用于获取所述高压蓄能器组的内部压力，并将所述内部压力与预先设定的压力级别进行比较，根据比较结果分别控制所述换向阀和所述电磁阀的通断，所述换向阀用于控制所述第二液压缸组和所述第三液压缸组进入/退出有效做工状态，所述电磁阀用于控制所述第一液压发电机组、所述第二液压发电机组和所述第三液压发电机组进入/退出发电状态。
[0007]本专利技术第二方面提供了一种间接式波浪能装置液压负载分级控制方法，用于上述的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统，其特征在于，包括：实时获取所述高压蓄能器组的内部压力P，设定逐渐增加的压力值P1、P2、P3、P4、P5和P6，以及逐渐增加的压力值P21、P22、P31和P32，其中，还需要满足如下的压力关系P1<P21<P3<P31<P5，P2<P22<P4<P32<P6；
[0008]所述控制方法包括第一模式、第二模式、第三模式、第四模式和第五模式，每个模式每次只能向相邻的模式进行变换；
[0009]第一模式，若P2≤P＜P22，则触发所述第二液压缸组和所述第三液压缸组通过对应的所述换向阀连接到回油箱，连通所述第一液压发电机组对应的所述电磁阀，断开所述第二液压发电机组和所述第三液压发电机组对应的所述电磁阀，在P2≤P＜P22触发后，有且仅有在P≤P1条件下，才允许断开所述第一液压发电机组对应的所述电磁阀；
[0010]第二模式，若P22≤P＜P4，则触发所述第二液压缸组通过对应的所述换向阀连接到所述高压蓄能器组的输入端，所述第三液压缸组通过对应的所述换向阀连接到回油箱，连通所述第一液压发电机组对应的所述电磁阀，断开所述第二液压发电机组和所述第三液压发电机组对应的所述电磁阀，在P22≤P＜P4触发后，有且仅有在P≤P21条件下，才允许控制所述第二液压缸组通过对应的所述换向阀连接到回油箱；
[0011]第三模式，若P4≤P＜P32，则触发所述第二液压缸组通过对应的所述换向阀连接到所述高压蓄能器组的输入端，所述第三液压缸组通过对应的所述换向阀连接到回油箱，连通所述第一液压发电机组和所述第二液压发电机组对应的所述电磁阀，断开所述第三液压发电机组对应的所述电磁阀，在P4≤P＜P32触发后，有且仅有在P≤P3条件下，才允许断开所述第二液压发电机组对应的所述电磁阀；
[0012]第四模式，若P32≤P＜P6，则触发所述第二液压缸组和所述第三液压缸组通过对应的所述换向阀连接到所述高压蓄能器组的输入端，连通所述第一液压发电机组和所述第二液压发电机组对应的所述电磁阀，断开所述第三液压发电机组对应的所述电磁阀，在P32≤P＜P6触发后，有且仅有在P≤P31条件下，才允许控制所述第三液压缸组通过对应的所述换向阀连接到回油箱；
[0013]第五模式，若P≥P6，则触发所述第二液压缸组和所述第三液压缸组对应的所述换向阀连接到所述高压蓄能器组的输入端，连通所述第一液压发电机组、所述第二液压发电机组和所述第三液压发电机组对应的所述电磁阀，在P≥P6触发后，有且仅有在P≤P5条件下，才允许断开所述第三液压发电机组对应的所述电磁阀。
[0014]本专利技术的有益效果为：在波浪冲击瞬时变化过程中，可以进行自动加载全部液压负载，或者自动减载全部液压负载，使波浪能装置在全负载状态或在能量转换效率最优状态下运行，能够减小吸波浮体的运动幅度，从而降低吸波浮体与装置基体之间的碰撞概率，对波浪能装置进行保护。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例一公开的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统的结构示意图；
[0016]图2为本专利技术实施例二公开的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统的结构示意图；
[0017]图3为滞回比较控制器的控制逻辑图；
[0018]图4本专利技术实施例二公开的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种间接式波浪能装置液压负载分级控制系统，其特征在于，包括第一液压缸组、第二液压缸组、第三液压缸组、高压蓄能器组、压力检测控制模块、第一液压发电机组、第二液压发电机组和第三液压发电机组；所述第一液压缸组的输出端与所述高压蓄能器组的输入端直连，所述第二液压缸组和所述第三液压缸组的输出端均分别通过独立的换向阀与所述高压蓄能器组的输入端以及回油箱连接，所述高压蓄能器组的输出端分别通过独立的电磁阀与所述第一液压发电机组、所述第二液压发电机组和所述第三液压发电机组连接，所述压力检测控制模块的检测端用于获取所述高压蓄能器组的内部压力，并将所述内部压力与预先设定的压力级别进行比较，根据比较结果分别控制所述换向阀和所述电磁阀的通断，所述换向阀用于控制所述第二液压缸组和所述第三液压缸组进入/退出有效做工状态，所述电磁阀用于控制所述第一液压发电机组、所述第二液压发电机组和所述第三液压发电机组进入/退出发电状态。2.如权利要求1所述的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统，其特征在于，所述第一液压缸组包括第一液压缸，所述第一液压缸的输入端通过第一单向阀与回油箱连接，所述第一液压缸的输出端通过第二单向阀与所述高压蓄能器组的输出端连接，所述第二液压缸组包括第二液压缸，所述第二液压缸的输入端通过第三单向阀与回油箱连接，所述第二液压缸的输出端通过第四单向阀与第一二位三通换向阀的A端连接，所述第一二位三通换向阀的B端与回油箱连接，所述第一二位三通换向阀的C端与所述高压蓄能器组的输入端连接，所述第三液压缸组包括第三液压缸，所述第三液压缸的输入端通过第五单向阀与回油箱连接，所述第三液压缸的输出端通过第六单向阀与第二二位三通换向阀的D端连接，所述第二二位三通换向阀的E端与回油箱连接，所述第二二位三通换向阀的F端与所述高压蓄能器组的输入端连接。3.如权利要求2所述的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统，其特征在于，所述第一液压发电机组包括第一二位二通电磁阀，所述第一二位二通电磁阀的G端与所述高压蓄能器组的输出端连接，所述第一二位二通电磁阀的H端与第一液压马达的输入端连接，所述第一二位二通电磁阀的受控端与所述压力检测控制模块的控制端连接，所述第一液压马达的输出端与回油箱连接，所述第一液压马达的输出轴与第一发电机的输入轴连接。4.如权利要求3所述的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统，其特征在于，所述第二液压发电机组包括第二二位二通电磁阀，所述第二二位二通电磁阀的I端与所述高压蓄能器组的输出端连接，所述第二二位二通电磁阀的J端与第二液压马达的输入端连接，所述第二二位二通电磁阀的受控端与所述压力检测控制模块的控制端连接，所述第二液压马达的输出端与回油箱连接，所述第二液压马达的输出轴与第二发电机的输入轴连接。5.如权利要求4所述的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统，其特征在于，所述第三液压发电机组包括第三二位二通电磁阀，所述第三二位二通电磁阀的K端与所述高压蓄能器组的输出端连接，所述第三二位二通电磁阀的L端与第三液压马达的输入端连接，所述第三二位二通电磁阀的受控端与所述压力检测控制模块的控制端连接，所述第三液压马达的输出端与回油箱连接，所述第三液压马达的输出轴与第三发电机的输入轴连接。6.如权利要求5所述的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统，其特征在于，所述压力检测控制模块包括压力传感器，所述压力传感器的检测端安装在所述高压蓄能器组的输出端，所述压力传感器的控制端分别与第一滞回比较器、第二滞回比较器、第三滞回比较
器、第四滞回比较器和第五滞回比较器的输入端连接，所述第一滞回比较器、所述第二滞回比较器、所述第三滞回比较器、所述第四滞回比较器和所述第五滞回比较器的输出端分别与所述第一二位二通电磁阀、所述第一二位三通换向阀、所述第二二位三通换向阀、所述第三二位二通电磁阀和所述第二二位二通电磁阀的受控端连接。7.一种间接式波浪能装置液压负载分级控制方法，用于权利要求1所述的间接式波浪能装置液压负载分级控制系统，其特征在于，包括：实时获取所述高压蓄能器组的内部压力P，设定逐渐增加的压力值P1、P2、P3、P4、P5和P6，以及逐渐增加的压力值P21、P22、P31和P32，其中，还需要满足如下的压力关系P1<P21<P3<P31<P5，P2<P22<P4<P32<P6；所述控制方法包括第一模式、第二模式、第三模式、...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶寅，盛松伟，王文胜，王坤林，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：