[發明專利]帶有阻抗源的小型風力發電控制器

無效

• 申請號: 201110172698.1
• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102832869A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 冬雷
• 申請（專利權）人: 佛山燁盛新能源科技有限公司;冬雷
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種帶有阻抗源的小型風力發電控制器，特別涉及一種利用永磁直驅式小型風力發電機給直流負載供電的控制裝置，屬于電氣技術領域。

背景技術

目前小型永磁直驅風力發電系統應用越來越廣泛，風力發電的效率是非常重要的一個指標，利用風力發電控制器可以有效提高風力發電系統的風能捕獲能力。

風力發電受到氣象因素的影響非常大，因此風力發電的輸出也非常不穩定。在小型風力發電獨立供電系統中，通常需要蓄電池等儲能裝置，以便想負載提供穩定的電能，因此風力發電控制器為了向蓄電池充電需要對風力發電機的輸出電壓進行調節。當風速較低時，風力發電機的輸出電壓經過整流以后低于蓄電池的電壓，無法向蓄電池充電，因此當風速低于一定值時的風能無法利用。為了提高風能的利用，特別是提高低風速時的風能利用率，必須對風力發電機的輸出做升壓變換。通常的風力發電控制器多采用專門的升壓控制器，利用升壓變換器可以在風速較低時向蓄電池和負載供電。

當風速較高時，如果不對風力發電機的輸出電壓進行控制，則由于蓄電池的鉗制作用，使風力發電機的轉速被鉗制到一定值。在一定的風速下，風力發電機的輸出功率會隨著其的轉速變化而變化，而且有一個最大值。為了對風力發電輸出功率的最大點進行追蹤，就不能讓蓄電池的電壓將風力發電機的轉速鉗制住。這就需要利用降壓控制器，對風力發電機的輸出電壓進行降壓控制。

因此為了得到較高性能的風力發電控制系統，就需要有升壓控制器還需要降壓控制器，兩者需要分別控制。綜上所述，目前現有小型風力發電控制器存在很多缺點，一類是風能利用率低，另外一類是結構復雜，成本較高。

發明內容

本發明針對現有技術所存在的問題，提出了一種帶有阻抗源的小型風力發電控制器。主要目的就是利用阻抗源網絡將風機和負載隔離開，使得系統的阻抗匹配更加容易，而通過對阻抗源網絡的電流控制就可以實現風力發電輸出的升降壓控制，系統簡單可靠，控制靈活效率較高，可以實現最大功率點追蹤控制(MPPT)。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明由風力發電機、三相整流橋、阻抗源網絡、降壓開關、續流開關、升壓開關、輸出電容、蓄電池、負載、電壓傳感器、電流傳感器、信號調理電路、驅動電路、控制電路組成；風力發電機的三相輸出與三相整流橋的輸入相連接，三相整流橋的輸出與阻抗源網絡相連接，升壓開關并聯在阻抗源網絡輸出端，降壓開關和續流開關串聯在一起，并且一端與升壓開關的漏極接，另外一端與輸出電容和蓄電池的正極相連，阻抗源網絡的負端與輸出電容和蓄電池的負極相連，負載并聯在蓄電池兩端，電壓傳感器和電流傳感器分別用于檢測風力發電的輸出電壓和電流，并經過信號調理電路與控制電路相連，控制電路通過驅動電路分別控制降壓開關、續流開關、升壓開關的動作。

所述三相整流橋由6個二極管組成不可控全橋整流電路。

所述阻抗源網絡接在三相整流橋和功率開關之間，由上電感、下電感、左電容和右電容組成，左電容和右電容交叉分別并聯在上電感和下電感兩端。

所述降壓開關、續流開關、升壓開關均由功率場效應管(MOSFET)組成，可以提高開關頻率，降低導通損耗。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點和效果：

本發明的一個效果在于，可以實現風力發電的升降壓控制，有效提高系統的風能捕獲能力。

本發明的另外一個效果在于，通過一級變換可以有效降低系統損耗，很容易實現風力發電的最大功率點追蹤控制。

本發明的另外一個效果在于，利用MOSFET的同步續流控制可以降低變換器的通太損耗，提高變換器的自身效率。

本發明的另外一個效果在于，系統結構簡單，成本低廉，可靠性較高，不會出現直通現象。

附圖說明

圖1是帶有阻抗源的小型風力發電控制器原理圖；

圖2是整流模塊原理圖；

圖3是阻抗源網絡原理圖。

具體實施方式

實施例：

帶有阻抗源的小型風力發電控制器，包括：