[发明专利]风力机模拟系统及其方法

权利要求书

1.一种风力机模拟系统，用于模拟实际风力机的运行条件，其特征在于，

包括：

风力机模型部，包括风轮和传动系统，该风轮包括在表面安装有多个应变传感器的模拟桨叶和用于配置上述模拟桨叶的轮毂，该传动系统用于增减上述风轮的转速，并传递动力；

驱动部，包括用于驱动上述风轮的驱动马达；

发电部，包括发电机，该发电机将在上述风力机模型部产生的旋转力变换为电能；以及

控制部，对上述风力机模型部、驱动部或发电部中的一个以上进行控制。

2.根据权利要求1所述的风力机模拟系统，其特征在于，

在上述风力机模型部的上述轮毂形成有通风口。

3.根据权利要求1所述的风力机模拟系统，其特征在于，

上述风力机模型部的上述传动系统包括增速机，该增速机使上述模拟桨叶的转速增加，以使其能够以适合于上述发电部的发电的转速旋转。

4.根据权利要求1所述的风力机模拟系统，其特征在于，

上述发电部还包括发电机转换器，该发电机转换器接收上述发电机的转速数据或转矩数据中的至少一个数据的输入，并在与上述控制部之间进行收发。

5.根据权利要求3所述的风力机模拟系统，其特征在于，

在上述传动系统和上述发电部，安装有多个加速度传感器、温度传感器或转速传感器中的至少一个传感器。

6.根据权利要求3所述的风力机模拟系统，其特征在于，

上述传动系统还包括配置在上述风轮和上述发电机之间的第一减速机，上述驱动部还包括配置在上述驱动马达和上述风轮之间的第二减速机。

7.根据权利要求5所述的风力机模拟系统，其特征在于，

上述控制部包括：

驱动控制部，对上述驱动部的驱动马达的转矩量或上述风力机模型部的上述模拟桨叶的桨距角进行控制；

状态监视部，从上述风力机模型部和上述发电部接收转矩数据、转速数据、角速度数据、温度数据或应变数据来进行加工处理；以及

发电机控制部，在与上述发电机转换器之间收发上述发电机的转速数据或转矩数据中的至少一个数据来控制上述发电机的生产电力。

8.根据权利要求1所述的风力机模拟系统，其特征在于，

上述风力机模拟系统相对于上述实际风力机，满足下面的公式1，

公式1：

J_aω_a²/P_a＝J_sω_s²/P_s

ω_aR_a/v_a＝ω_sR_s/v_s

ω_a³R_a⁵＝sω_s³R_s⁵

在此，J为惯性力矩，w为桨叶转速，P为额定输出，R为桨叶的半径，v为额定风速，下标a表示实际风力机，下标s表示风力机模拟系统。

9.一种风力机模拟方法，用于驱动根据权利要求1～8中任一项所述的风力机模拟系统，其特征在于，

包括：

第一步骤，接收模拟桨叶的桨距角及发电机转速，并将上述发电机转速与额定输出下的转速进行比较；

第二步骤，当上述发电机转速小于上述额定输出下的转速时，生成模拟风，并以基于上述模拟风而计算出的马达转矩为基础，控制驱动马达；以及

第三步骤，在上述发电机转速为上述额定输出下的转速以上时，生成模拟风，并根据上述模拟桨叶的桨距角数据和马达转矩，对上述模拟桨叶的桨距角和驱动马达进行控制，其中，上述模拟桨叶的桨距角数据是基于上述发电机转速的桨距角数据，上述马达转矩是基于上述模拟风计算出的马达转矩。

10.根据权利要求9所述的风力机模拟方法，其特征在于，

所生成的上述模拟风是时域上作用于上述模拟桨叶的风。