[實用新型]用于風力發電機組的控制直流電源

有效

• 申請號: 201020252679.0
• 申請日: 2010-07-07
• 公開（公告）號: CN201813200U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 俞衛;葉余勝;張中偉
• 申請（專利權）人: 上海致遠綠色能源有限公司
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14;H02P9/00
• 代理公司: 上海嘉和知識產權代理事務所(普通合伙) 31255
• 代理人: 楊薇;紀關源

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種用于風力發電機組的控制直流電源。

背景技術

目前，利用小型風力發電機組向低電壓直流供電系統提供供電的應用日益普遍。

此種應用技術在具體實施中，當風力發電機組的輸出電壓與用電設備的額定電壓相一致時，相關的控制系統一般是將風力發電機組的輸出電能經整流后，直接向蓄電池充電和用電設備供電。當蓄電池被充滿后，并且用電設備的負載功率相對風力發電機的輸出功率太小時，控制器則將風力發電機的輸出電能通過一泄荷裝置進行泄放。

上述控制技術以控制方式來分屬于被動控制，且需要一個相當大功率的泄荷裝置來泄放電能。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種成本低、安全性和可靠性高的用于風力發電機組的控制直流電源。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種成本低、安全性和可靠性高的用于風力發電機組的控制直流電源。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種用于風力發電機組的控制直流電源，至少包括功率控制器、采樣電路和控制電路；所述功率控制器的輸入端與風力發電機組的三相輸出端分別連接，所述功率控制器的輸出端分別連接至蓄電池或直流負載設備；所述采樣電路的輸入端與所述蓄電池或所述直流負載設備相連接；所述控制電路的輸入端與所述采樣電路的信號輸出端相連接；所述控制電路的輸出端與所述功率控制器的控制端相連接；所述控制電路對所述采樣電路提供的電壓信號進行比較并放大，根據比較結果確定對相應的所述功率控制器發出動作指令，以實現蓄電池大電流充電、蓄電池浮沖充電、風機放開、風機剎車減速或直流負載設備的切入和切出功能。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述功率控制器包括：全波半控整流橋、三相短路可控電路、濾波電容、負載控制MOS管；所述風力發電機組的三相輸出端與所述全波半控整流橋的輸入端相連接，所述全波半控整流橋的輸出端并接有所述濾波電容，所述濾波電容與蓄電池相連接或通過所述負載控制MOS管連接直流負載，所述三相短路可控電路與風力發電機組的輸入端相連接。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述控制電路包括：控制全波半控整流電路的三相整流控制電路，控制所述三相短路可控電路的三相短路控制電路，控制所述負載控制MOS管的負載通斷控制電路；每組所述控制電路分別包括比較放大子電路、控制輸出子電路、顯示子電路；所述比較放大子電路的輸入端和所述采樣電路相連接，所述比較放大子電路的輸出端和功率控制輸出電路相連接，所述顯示子電路和所述比較放大子電路的輸出端相連接。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述全波半控整流橋包括整流二極管及可控硅。所述全波半控整流橋在所述控制電路的控制下，先將風力發電機組產生的三相交流電能轉化為直流電能，實現為蓄電池充電的功能。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述三相短路可控電路在所述控制電路的控制下，實現對風機的放開空轉或者剎車減速功能。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述采樣電路包括：蓄電池電壓采樣子電路、負載電流子采樣電路、蓄電池溫度子采樣電路。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述蓄電池電壓采樣子電路將蓄電池電壓經過濾波再分壓，為所述控制電路提供電壓信號。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述負載電流采樣子電路將負載電流轉換為所述控制電路所需要的電壓信號，傳送給所述控制電路。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述蓄電池溫度采樣子電路將蓄電池溫度的物理量轉換為所述控制電路所需要的電壓信號，傳送給所述控制電路。

本實用新型通過對蓄電池的電壓、負載的電流、蓄電池的溫度等多個物理量進行采樣比對，判斷是否應該控制風力發電機對蓄電池進行大電流充電或者浮沖充電，或是否應該對風機放開空轉或者進行剎車減速保護，以主動地控制風力發電機的工作方式，從而保護后級蓄電池和負載設備。

本實用新型采用全波半控整流電路來對交流電壓進行整流，為蓄電池進行不同方式的充電，實現了可控充電，并且無需通過泄荷來拉低電壓。

本實用新型還采用對三相短路可控電路的控制實現風機完全放開空轉或者剎車減速保護，防止因為整流器的器件故障而導致蓄電池的過沖，同時也實現了對風力發電機組的保護。

本實用新型進一步采用對負載控制MOS管的控制，實現對直流負載設備的保護。

基于上述結構，本實用新型不僅能夠完成對蓄電池不同方式的充電，而且提高了風力發電機組和直流負載設備的安全性和可靠性，同時相比其他控制方式也大大降低了設備的成本。