液压缸中含有位移传感器,浮子运动带动着液压缸的行程,位移传感器将信号传入电气控制系统中并进行监控。浮子在波浪的作用下作上升运动时,蓄能器得到冲压;在浮子下降时,根据液压缸中的位移传感器得回的信息,就要执行控制电磁阀使液压油进行换路,从而锁住因浮子上升而获得的蓄能器压力。
液压系统不仅包含蓄能部分还包含了发电控制部分。浮子在上升或者下降的时候,控制电磁阀走哪条油泵,是进行蓄能、还是锁压,都是由PLC控制完成的。只有当蓄能器内的压力到达一定值时,发电装置才会进行发电。本文中采用的液压系统是是海洋波浪能发电装置使用较普遍的变排量液压系统。发电控制部分中,发电机与液压泵直接相连。
图2-1 波浪能发电液压系统浮子蓄能原理图
为了高能量转化效率,得到比较稳定电能,发电机发电系统的稳态性能就必须考虑其中,其中我们着重关注对发电机转速的控制。在一般的电机的调速系统中,稳态性能和动态稳定性要求往往是矛盾的。从自动控制原理中,我们知道要解决这个矛盾,就必须恰当地设计动态矫正装置,来改装系统。动态矫正的方法有很多,而在我们的设计里选择了PID调节,对比例阀进行控制,对比例阀的给定值进行调整。在PID调节的同时,我们也通过压力补偿器的配合使用,来控制调整发电机的转速,降低压力的波动带来的影响,使转速相对平滑、稳定。
图2-1 波浪能发电液压系统液压泵控制原理图
2。3 电控系统
电控系统是本次设计的核心,对于整个系统中的浮子运动的控制、发电机运转控制以及相关的数据采集起着极为关键的作用。电控系统首先需要供电柜为其供电,然后波浪能发电装置启动后是需要提供负载作为损耗的负载箱,最后最关键的就是电控系统中包含的PLC电气控制柜。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-
图2-3 控制系统图
供电柜给整个电力控制系统提供电量能源,电气控制柜需要的220V交流电源就是由其内的变压器提供的,同时供电柜还起着切换和保护380V交流电的作用。在本次设计中我们使用六个浮子来采集能量,为了以便于我们之后对波浪能发电的电压以及效率等因素的考察研究,所以我们在负载箱里使用了六个阻性负载,这六个阻性负载的接入或者断开都可以分别通过电气控制柜中的可编程控制器进行手动或者自动控制。同时,电气控制柜中的可编程控制器也控制着电磁阀的工作。PLC接收着波浪能发电装置中所有传感器采集的信号,不仅如此,电磁阀位的状态,波浪能发电装置的功能运作模式、以及负载箱内的电压电源都会通过PLC在人机界面上显示出来。