[實用新型]垂直軸風力發電機穩壓系統

有效

• 申請號: 201220285890.1
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN202721486U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 周天沛
• 申請（專利權）人: 徐州工業職業技術學院
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02P9/48
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 周愛芳

技術領域

本實用新型涉及發電機穩壓技術領域，具體是一種垂直軸風力發電機穩壓系統。

背景技術

垂直軸直驅永磁同步風力發電機的風輪與發電機的轉子直接耦合，省去了增速齒輪箱，從而降低了噪音，提高了發電機的工作效率，減少了風力發電機的維護工作；且直驅永磁風力發電機省去了電勵磁裝置，故其重量比一般風力發電機輕、效率更高、發電穩定性更好。但同時由于無穩速裝置和風速的不穩定使發電機轉速變化很大，發電機輸出電壓也變化很大而無法使用，并且安裝此類發電機的場合往往不是時時有風，有風也會往往是忽大忽小。因此必須通過合適的穩壓控制系統穩定輸出電壓來滿足用電需求或者蓄電池充電的要求。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型提供一種垂直軸風力發電機穩壓系統，穩定輸出電壓給蓄電池充電。

本實用新型是以如下技術方案實現的：一種垂直軸風力發電機穩壓系統，包括輸入模塊、穩壓模塊和驅動控制模塊三個部分；所述的輸入模塊包括交流輸入濾波電路，與交流輸入濾波電路連接的整流濾波電路；所述的穩壓模塊包括降壓斬波電路，與降壓斬波電路連接的正激DC-DC變換電路，與正激DC-DC變換電路連接的二次整流電路；所述的驅動控制模塊包括信號調理電路，與信號調理電路連接的單片機，與單片機連接的IGBT驅動電路；其中，輸入模塊中的整流濾波電路與穩壓模塊中的降壓斬波電路連接；驅動控制模塊中的信號調理電路與穩壓模塊中的二次整流電路連接，IGBT驅動電路連接降壓斬波電路；發電機輸出電壓經過輸入模塊后轉化為不穩定近似直流電，信號調理電路采集二次整流電路輸出的電壓并反饋給單片機進行調理、比較后，輸出PWM波通過IGBT驅動電路中的開關器件IGBT的導通或關斷對降壓斬波電路進行控制，從而輸出穩定的電壓給蓄電池充電。

本實用新型的有益效果是：采用單片機構成驅動控制模塊，按輸入電壓高低產生激勵脈沖來控制開關器件的通斷，改變脈寬比，可操作性更強，效率更高，從而穩定輸出電壓給蓄電池充電。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。

圖1是本實用新型原理框圖，

圖2是本實用新型電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，垂直軸風力發電機穩壓系統有輸入模塊、穩壓模塊和驅動控制模塊三個部分；所述的輸入模塊包括交流輸入濾波電路，與交流輸入濾波電路連接的整流濾波電路；所述的穩壓模塊包括降壓斬波電路，與降壓斬波電路連接的正激DC-DC變換電路，與正激DC-DC變換電路連接的二次整流電路；所述的驅動控制模塊包括信號調理電路，與信號調理電路連接的單片機，與單片機連接的IGBT驅動電路；其中，輸入模塊中的整流濾波電路與穩壓模塊中的降壓斬波電路連接；驅動控制模塊中的信號調理電路與穩壓模塊中的二次整流電路連接，IGBT驅動電路連接降壓斬波電路；發電機輸出電壓經過輸入模塊后轉化為不穩定近似直流電，信號調理電路采集二次整流電路輸出的電壓并反饋給單片機進行調理、比較后，輸出PWM波通過IGBT驅動電路中的開關器件IGBT的導通或關斷對降壓斬波電路進行控制，從而輸出穩定的電壓給蓄電池充電。

如圖2所示，（1）輸入模塊

交流輸入濾波電路：交流輸入濾波電路由電容器C1,?C2,?C3,?C4和線圈L1,?L2組成。其中C1,?C2分別接在L1,?L2的左右兩端；C3,?C4串聯后中點接地，該電路的作用是交流互感濾波。

電路中L1,?L2是相互耦合在一起的，其對高頻的交流信號來講阻抗是很大的，且高頻信號在磁芯中的損耗比較嚴重；而對于低頻交流信號來說，這兩條線圈就相當于兩條導線，故可以將輸入的電壓中的高頻信號通過L1,?L2大幅度地濾除，而使低頻信號順利通過。

????同時，C1,?C2跟線圈一起形成一個????????????????????????????????????????????????形LC濾波器，可在不減小輸出電壓的條件下獲得較好的濾波效果，從而增加該部分濾波的效果。為了避免交流輸入導線上有不同相位的交流高頻干擾，加入了C3,?C4。最后通過加入相互耦合在一起的線圈L3、L4來進一步濾除交流輸入電壓中參雜的一些高頻電壓。

?整流濾波電路：本實施例采用兩相雙電壓整流，與現有整流方法相比，在風力發電機輸出相同的情況下，兩相雙電壓整流減小了整流濾波后輸出的直流電壓的波動，提高了風力發電機的利用率。