[實(shí)用新型]風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩級(jí)控制系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020142607.0
• 申請(qǐng)日: 2010-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN201714575U
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱慶偉;汪碧華;陶仲良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金華市眾力能源科技有限公司
• 主分類號(hào): F03D9/00
• 分類號(hào): F03D9/00;H02P9/08;H02H7/09
• 代理公司: 杭州華鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 韓洪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)器，具體的說，是涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩級(jí)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般應(yīng)用在風(fēng)力資源較豐富的地區(qū)。即年平均風(fēng)速在3m/s以上，全年3-20m/s有效風(fēng)速累計(jì)時(shí)數(shù)3000h以上；全年3-20m/s平均有效風(fēng)能密度1OOW/m²以上。在選擇使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)，要做到心中有數(shù)，避免盲目性，這樣才能充分地利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力資源，最大限度地發(fā)揮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率，取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)該指出的是，在風(fēng)力資源豐富地區(qū)，最好選擇風(fēng)機(jī)額定設(shè)計(jì)風(fēng)速與當(dāng)?shù)刈罴言O(shè)計(jì)風(fēng)速相吻合的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。如能做到這一點(diǎn)無論是從風(fēng)力機(jī)的選擇上，還是利用風(fēng)力資源的經(jīng)濟(jì)意義上都有重要的意義。若選用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定設(shè)計(jì)風(fēng)速越高，那么其額定功率輸出的效果就越加不理想。但也必須指出，風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定設(shè)計(jì)風(fēng)速偏低，其風(fēng)輪直徑、電機(jī)相對(duì)要增大，整機(jī)造價(jià)相應(yīng)也就加大.從制造和產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)意義上考慮都是不合算的，因此現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定設(shè)計(jì)風(fēng)速都是非常準(zhǔn)確的。而這樣做會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題，因?yàn)樘煊胁粶y(cè)風(fēng)云，某些地區(qū)會(huì)由于異常天氣狀況導(dǎo)致風(fēng)力達(dá)到一個(gè)超出預(yù)期的強(qiáng)度，此時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)處于風(fēng)速遠(yuǎn)大于額定設(shè)計(jì)風(fēng)速的情況，容易將電機(jī)燒毀。現(xiàn)有技術(shù)中在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制器中也設(shè)計(jì)有剎車結(jié)構(gòu)，但是這樣的剎車機(jī)構(gòu)是被動(dòng)剎車，當(dāng)風(fēng)速突發(fā)變化太大的情況下根本無法剎住，更有可能將控制器也一起損毀。即使能剎住，電機(jī)也會(huì)由于剎車過程不平滑導(dǎo)致的振動(dòng)而損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩級(jí)控制系統(tǒng)，能夠?qū)ν饨顼L(fēng)速進(jìn)行預(yù)判斷，解決現(xiàn)實(shí)風(fēng)速超過額定設(shè)計(jì)風(fēng)速導(dǎo)致電機(jī)燒毀的問題，而且能保證整個(gè)剎車過程平滑，震動(dòng)小。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩級(jí)控制系統(tǒng)，包括風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)通過控制器連接蓄電池組，所述控制器中設(shè)有單片機(jī)和模擬比較器，單片機(jī)和模擬比較器都連接到兩級(jí)剎車。

優(yōu)選的，所述兩級(jí)剎車分別為可控硅電子剎車和絕緣柵雙極型功率管電子剎車。可控硅電子剎車是現(xiàn)有技術(shù)中常用的剎車結(jié)構(gòu)，而絕緣柵雙極型功率管是由雙極型三極管和絕緣柵型場效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式電力電子器件。將其用于剎車控制和常用的可控硅電子剎車組合使用能保證風(fēng)機(jī)過程更平滑。

優(yōu)選的，所述可控硅電子剎車與絕緣柵雙極型功率管電子剎車為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。可控硅短路風(fēng)機(jī)交流側(cè)，IGBT管短路直流側(cè)，這樣的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)剎車。

優(yōu)選的，所述絕緣柵雙極型功率管電子剎車前設(shè)有延時(shí)電路。當(dāng)可控硅電子剎車足以剎住的情況下，絕緣柵雙極型功率管電子剎車就不必啟動(dòng)。

優(yōu)選的，還包括太陽能電池板。當(dāng)風(fēng)力不足的情況下，太陽能電池板能作為整個(gè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)能源的補(bǔ)充。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：通過單片機(jī)或模擬比較器將風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的電壓和控制器上的設(shè)定電壓進(jìn)行比較。當(dāng)電機(jī)產(chǎn)生電壓過大時(shí)，也就是風(fēng)速過大時(shí)，則能及時(shí)控制單片機(jī)兩級(jí)剎車將電機(jī)關(guān)閉，其中絕緣柵雙極型功率管電子剎車在可控硅電子剎車無法及時(shí)剎住時(shí)起到補(bǔ)充作用保證了剎車效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：

圖1為本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩級(jí)控制系統(tǒng)使用狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩級(jí)控制系統(tǒng)，包括風(fēng)機(jī)1，風(fēng)機(jī)1通過控制器2連接蓄電池組3，其特征在于：所述控制器2中設(shè)有單片機(jī)5和模擬比較器6，單片機(jī)5和模擬比較器6都連接到兩級(jí)剎車。所述兩級(jí)剎車分別為可控硅電子剎車7和絕緣柵雙極型功率管電子剎車8。所述可控硅電子剎車7與絕緣柵雙極型功率管電子剎車8為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。所述絕緣柵雙極型功率管電子剎車8前設(shè)有延時(shí)電路。還包括太陽能電池板4。

工作時(shí)，本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩級(jí)控制系統(tǒng)利用單片機(jī)5對(duì)風(fēng)機(jī)1工作產(chǎn)生的電壓和電流進(jìn)行分析，當(dāng)風(fēng)機(jī)1產(chǎn)生的電壓或電流超過設(shè)定值時(shí)，或有異常情況發(fā)生時(shí)，則單片機(jī)5就發(fā)出控制指令來驅(qū)動(dòng)兩級(jí)剎車，第一級(jí)利用可控硅電子剎車7短路風(fēng)機(jī)1的交流側(cè)，第二級(jí)利用絕緣柵雙極型功率管電子剎車8短路直流側(cè)。所述兩級(jí)剎車，即可控硅電子剎車7與絕緣柵雙極型功率管電子剎車8為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，使風(fēng)機(jī)1能順利停止，保證了使用的安全。絕緣柵雙極型功率管電子剎車8前設(shè)有延時(shí)電路，這樣當(dāng)可控硅電子剎車7足以剎住時(shí)就不必啟動(dòng)絕緣柵雙極型功率管電子剎車8了，節(jié)約了能源，同時(shí)使兩級(jí)剎車系統(tǒng)協(xié)調(diào)性更好，整個(gè)剎車過程也更加平滑，減小震動(dòng)。