一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法.pdf

本发明公开了一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法，按照以下步骤：(1)脉冲式能量采集：采用脉冲能量采集装置采集脉冲式能量；(2)脉冲式能量转换：脉冲式能量传递给一次能量转换装置，脉冲式能量经一次能量转换装置转换为液压能输出；液压能传递给二次能量转换装置，液压能经二次能量转换装置转换为恒定动能输出；(3)恒定的电能输出：二次能量转换装置输出的恒定动能传递给发电机后转化为恒定电能输出。本发明解决现有的风能或水能作为一种脉冲式能量不稳定的问题，采用本发明的方法能够将脉冲式能量转换为恒定的电能输出。

1、  一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法，其特征在于，按照以下步骤：
(1)脉冲式能量采集：采用脉冲能量采集装置采集脉冲式能量；
(2)脉冲式能量转换为恒定动能：脉冲式能量传递给一次能量转换装置，脉冲式能量经一次能量转换装置转换为液压能输出；液压能传递给二次能量转换装置，液压能经二次能量转换装置转换为恒定动能输出；
(3)恒定动能转换为恒定电能输出：二次能量转换装置输出的恒定动能传递给发电机后转化为恒定电能。

2、  根据权利要求1所述一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的采集脉冲式能量是采集风能或水能。

3、  根据权利要求1所述一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法，其特征在于：所述步骤(2)中液压泵或串级泵作为一次能量转换装置，脉冲式能量传递给液压泵或串级泵，液压泵或串级泵将脉冲式能量转换为液压油的液压能；所述步骤(2)中采用液压马达作为二次能量转换装置，液压能传递给液压马达并使液压马达以恒定转速转动，液压马达输出恒定动能。

4、  根据权利要求1所述一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法，其特征在于：所述步骤(3)中采用液压马达作为二次能量转换装置，液压马达输出恒定动能，恒定动能传递给发电机后转化为恒定电能输出。

一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法
技术领域：
本发明涉及于能量转换领域，特别涉及一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法。
背景技术：
脉冲式能量在自然界的储量丰富，但长久以来，因为脉冲式能量的不稳定致使人们并不能很好的利用脉冲式能量。
例如：风能和水能是非常重要并储量巨大的能源，它们安全、清洁、充裕，能提供源源不绝，稳定的能源，发展速度最快。但是，目前现有风力发电装置或水力发电装置一般采用一次换能技术将风能转化为机械转动的机械能，然后带动发电机进行风力发电。由于自然界的风速和水波是极不稳定的，风力发电机或水力发电机的输出功率也极不稳定，脉冲式的电能一般是不能直接用在电器上或者输送到电网上，因此，为了使风力发电机的转速恒定和减少风力发电装置投资，虽然出现了一些风力机的变浆距调节技术、增速机、交流励磁变速恒频双馈发电机技术和低频交流逆变技术，但是远远不能满足风力发电技术发展的需要。
由此可见，现有风力发电装置或水力发电装置的换能技术存在以下问题：
现有增速机的昂贵：由于风速较低，使得风力发电装置中叶片只能以较低的转速进行转动，而现有的普通发电机要求转速较高，因此，为了解决这个矛盾，现有风力发电装置通常采用增速机来提高转速，但是，现有增速机非常昂贵，造成不必要的浪费。
发电机转速不稳定：由于增速机是一个固定转速比的速度变化机构，因此，增速机将放大脉动变化的风速对发电机转速的影响，导致了发电机的转速不停地改变，影响发电品质。
交流励磁变速恒频双馈发电机技术成本较高：为了克服风力不平稳对发电品质的影响，采用变速恒频双馈发电技术，大大增加现有风力发电装置的投资，造成不必要的浪费。
综上所述，现有技术中，利用脉冲式能量的方法存在利用效率低，采用的设备昂贵，设备维修困难，不能有效的利用脉冲式能量。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法，按照以下步骤：
(1)脉冲式能量采集：采用脉冲能量采集装置采集脉冲式能量；
(2)脉冲式能量转换为恒定动能：脉冲式能量传递给一次能量转换装置，脉冲式能量经一次能量转换装置转换为液压能输出；液压能传递给二次能量转换装置，液压能经二次能量转换装置转换为恒定动能输出；
(3)恒定动能转换为恒定电能输出：二次能量转换装置输出的恒定动能传递给发电机后转化为恒定电能。
所述步骤(1)中的采集脉冲式能量是采集风能或水能。
所述步骤(2)中液压泵或串级泵作为一次能量转换装置，脉冲式能量传递给液压泵或串级泵，液压泵或串级泵将脉冲式能量转换为液压油的液压能；所述步骤(2)中采用液压马达作为二次能量转换装置，液压能传递给液压马达并使液压马达以恒定转速转动，液压马达输出恒定动能。
所述步骤(3)中采用液压马达作为二次能量转换装置，液压马达输出恒定动能，恒定动能传递给发电机后转化为恒定电能输出。
所述液压泵包括法兰花键轴1、法兰2、阀配流配油盘3、外壳4、安装板5、花键轴套6、柱塞7、柱塞压力套8、高压配油环9、低压吸油单向阀10、高压供油单向阀11、低压配油环12、转动凸轮13、外壳4上的供油接口14和外壳4上的吸油接口15；按照从左到右的顺序，法兰2、阀配流配油盘3、外壳4和安装板5依次套接在法兰花键轴1上面；法兰花键轴1与外壳4之间设置有转动凸轮13；外壳4与转动凸轮13之间设置有柱塞7；柱塞7外套柱塞压力套8；外壳4内壁设置有高压配油环9、低压吸油单向阀10、高压供油单向阀11和低压配油环12；转动凸轮13转动带动柱塞7在柱塞压力套8内伸缩运动，伸出时从低压配油环12内吸油，压缩时向高压配油环9挤出液压油；液压泵设置有3-12个柱塞7。
所述串级泵包括液压泵、单向阀18、出油管道17和进油管道16；多个液压泵彼此串联安装，每一个液压泵的左端与出油管道17连接，每一个液压泵的右端通过一个单向阀18与进油管道16连接；所述液压泵上设置有法兰花键轴1、法兰花键轴1上设置的花键轴套6、法兰2和安装板5；前一个液压泵的花键轴套6安装在后一个液压泵的法兰花键轴1外部，前一个液压泵的安装板5与后一个液压泵的法兰2固定安装。
本发明解决现有的风能或水能作为一种脉冲式能量不稳定的问题，采用本发明的方法能够将脉冲式能量转换为恒定的电能输出，提高了脉冲式能量的利用效率，降低了脉冲式能量的利用成本，采用本发明的方法，能够产生巨大的经济效益。
附图说明：
图1为本发明脉冲式能量转换为恒定能量的步骤图；
图2为本发明的串级泵工作原理图；
图3为本发明的液压泵主视图；
图4为本发明的液压泵左视图。
其中：法兰花键轴1、法兰2、阀配流配油盘3、外壳4、安装板5、花键轴套6、柱塞7、柱塞压力套8、高压配油环9、低压吸油单向阀10、高压供油单向阀11、低压配油环12、转动凸轮13、供油接口14、吸油接口15、进油管道16、出油管道17、单向阀18。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1、2、3、4，一种脉冲式能量转换为恒定能量的方法，按照以下步骤：
(1)脉冲式能量采集：采用脉冲能量采集装置采集脉冲式能量；
(2)脉冲式能量转换为恒定动能：脉冲式能量传递给一次能量转换装置，脉冲式能量经一次能量转换装置转换为液压能输出；液压能传递给二次能量转换装置，液压能经二次能量转换装置转换为恒定动能输出；
(3)恒定动能转换为恒定电能输出：二次能量转换装置输出的恒定动能传递给发电机后转化为恒定电能。
所述步骤(1)中的采集脉冲式能量是采集风能或水能。
所述步骤(2)中液压泵或串级泵作为一次能量转换装置，脉冲式能量传递给液压泵或串级泵，液压泵或串级泵将脉冲式能量转换为液压油的液压能；所述步骤(2)中采用液压马达作为二次能量转换装置，液压能传递给液压马达并使液压马达以恒定转速转动，液压马达输出恒定动能。
所述步骤(3)中采用液压马达作为二次能量转换装置，液压马达输出恒定动能，恒定动能传递给发电机后转化为恒定电能输出。
所述液压泵包括法兰花键轴1、法兰2、阀配流配油盘3、外壳4、安装板5、花键轴套6、柱塞7、柱塞压力套8、高压配油环9、低压吸油单向阀10、高压供油单向阀11、低压配油环12、转动凸轮13、外壳4上的供油接口14和外壳4上的吸油接口15；按照从左到右的顺序，法兰2、阀配流配油盘3、外壳4和安装板5依次套接在法兰花键轴1上面；法兰花键轴1与外壳4之间设置有转动凸轮13；外壳4与转动凸轮13之间设置有柱塞7；柱塞7外套柱塞压力套8；外壳4内壁设置有高压配油环9、低压吸油单向阀10、高压供油单向阀11和低压配油环12；转动凸轮13转动带动柱塞7在柱塞压力套8内伸缩运动，伸出时从低压配油环12内吸油，压缩时向高压配油环9挤出液压油；液压泵设置有3-12个柱塞7。
所述串级泵包括液压泵、单向阀18、出油管道17和进油管道16；多个液压泵彼此串联安装，每一个液压泵的左端与出油管道17连接，每一个液压泵的右端通过一个单向阀18与进油管道16连接；所述液压泵上设置有法兰花键轴1、法兰花键轴1上设置的花键轴套6、法兰2和安装板5；前一个液压泵的花键轴套6安装在后一个液压泵的法兰花键轴1外部，前一个液压泵的安装板5与后一个液压泵的法兰2固定安装。
所述多个液压泵彼此串联安装，相邻的液压泵串联安装角度差是20-90度。所述串级泵通过联轴节与风力旋转主轴或水力旋转主轴连接；叶片1的旋转带动串级泵一起转动，将旋转机械能转变为液压能。
液压泵主要由外壳4、安装板5、柱塞7、柱塞压力套8、转动凸轮13、供油接口14和吸油接口15组成。在串级泵中，通过柱塞7的伸缩运动，完成了从吸油接口15吸油，向供油接口14提供高压液压油，实现了将风力发电叶片或水力发电叶片的转动机械能转化为液压能。在液压泵中沿着径向方向圆周分布设计有3-12个液压柱塞7换能单元，便于提高泵的流量和效率。
主要由法兰花键轴1、法兰2、外壳4、安装板5和花键轴套6组成。该单元的作用是将风力发电液压泵串联并且按照一定角度进行安装连接，提高了风力发电装置的总的流量和效率。
主要由阀配流配油盘3、外壳4、安装板5、高压配油环9、低压吸油单向阀10、高压供油单向阀11和低压配油环12组成。该单元的作用是分配液压油的通道，保证液压油在伸出过程中进行吸油，在压缩过程中进行供油。
串级泵由4个液压泵组成，每一个液压泵都采用一端法兰2一端轴套安装结构，将液压泵串联安装使用；叶片1和旋转主轴2通过连轴器3与第一个液压泵相连，叶片1的旋转带动液压泵一起转动，将旋转机械能转变为液压能，因此，总的液压泵的流量是各个液压泵流量的总和，总的风力发电换能装置功率是各个泵功率总和。液压泵使用时采用阀配流方式进行配油，每一个液压泵都用单向阀18与其它泵相隔离，保证某一个液压泵发生故障时，不会影响风力发电系统地正常工作。
参照图图3，换能用串级泵的实际串联安装角度示意图。安装串级泵串联时，相邻的泵都相差一个角度，使得串级泵在串联后的每一个泵流量的最大值位置也相差这个角度，因此，有效解决系统在低速工作条件下的流量不均匀，使得整体发电装置的压力脉动明显减小，有效压力明显增大。
本发明解决现有的风能或水能作为一种脉冲式能量不稳定的问题，采用本发明的方法能够将脉冲式能量转换为恒定的电能输出，提高了脉冲式能量的利用效率，降低了脉冲式能量的利用成本，采用本发明的方法，能够产生巨大的经济效益。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。