[實用新型]風能電暖器

有效

• 申請號: 201220697695.X
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN202973323U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 高旭東;胡珍玉
• 申請（專利權）人: 黑龍江工程學院
• 主分類號: F24D13/00
• 分類號: F24D13/00;F24D19/10;F03D9/02;H02J7/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本實用新型涉及一種以風能為能源的取暖裝置。

背景技術：

已有的蓄電池，當蓄電池電壓過高時，控制系統必須將風力發電機發出的多余能量通過卸荷電阻釋放掉。普通的控制方式是采用全電阻卸荷方式，此時蓄電池一般還沒有充滿，但能量卻全部消耗在卸荷電阻上，從而造成了能量的浪費。有的則采用分級卸荷，級數越多，控制效果越好，但一般只能做到五六級左右，所以效果仍然不夠理想。

發明內容：

本實用新型提供一種以風能為能源的穩定、高效、經濟的風能電暖器控制器，能高效地利用風光資源，發出電能給蓄電池充電，此外系統的過壓、欠壓、過溫等保護功能確保了系統的安全可靠性，采用PWM方式進行無級卸荷，即可以達到上千級的卸荷的新型風能取暖器。

本發明側目的是這樣實現的：

一種風能電暖器，其組成包括：風力發電機、控制器、電暖器，所述的控制器包括蓄電池充電單元和直流到直流升壓穩壓單元。

所述的風能電暖器，所述的直流到直流升壓穩壓單元包括高頻變壓器和數字信號處理器、DC-DC變換采用DC-AC-AC-DC的變換電路，低壓側具有DC-AC變換單相全橋電路，AC-AC變換采用高頻變壓器，AC-DC變換采用整流和低通濾波電路，采用電壓霍爾傳感器作為對輸出的直流電壓進行采樣并進行電壓環PI調節構件，其輸出信號電連接到低壓側全橋功率拓撲結構功率開關管作為控制信號。

所述的風能電暖器，所述的控制器的控制單元采用數字信號處理器DSP?TMS320F28124。

所述的風能電暖器，所述的蓄電池充電單元包括太陽能充電電路、風力發電電路、脈寬調制PWM無級卸荷電路和保護電路，所述的保護電路包括過流保護、欠壓保護和過溫保護電路。

所述的風能電暖器，所述的PWM無級卸荷電路包括比較器CMPR0，與所述的比較器連接的功率驅動芯片IR2110和開關管VT，所述的開關管通過電路連接卸荷電阻。

有益效果：

1．本實用新型是以風能為能源的取暖系統，功率為600w~2kw。該系統由風力發電機、控制器、電暖器以及卸荷裝置等組成，完成將風能轉化電能，然后再轉換為熱能的過程。本實用新型的工作過程具體的說就是控制風力發電機給蓄電池充電，然后經DC-DC升壓穩壓處理后得到一個穩定的直流電壓，將風能轉換成電能。然后將直流電供給電暖器，將電能轉換成熱能。

2、本實用新型采用（脈寬調制）PWM無級卸荷，在正常卸荷情況下，可以保證蓄電池電壓在浮充電壓附近，只是把多余的電能釋放到卸荷上，而且保證了最佳蓄電池充電特性，使得電能得到充分利用，并確保了蓄電池壽命。具體說就是當蓄電池電壓大于設定值時，比較器輸出為高電平，蓄電池電壓低于設定值時，比較器輸出為低電平，將比較器的輸出通過IR2110驅動，控制開關管的導通與關斷，將電壓過高時多余的電能加到卸荷電阻上，就可以防止蓄電池的電壓過高。本系統采用硬件保護措施，在芯片出現故障時仍然可以有效地保護蓄電池和控制裝置。

3、本實用新型采用直流-直流變換器輸出，為穩定直流電壓源，同時具有完備的保護功能，可以保證系統安全可靠地運行。具體做法是采用單閉環控制策略，直流輸出電壓的實測值Vt經(模擬/數字)A/D采樣后與給定值進行電壓外環（比例積分）PI調節，（比例積分）PI調節的結果送給（比較控制寄存器）CMPR0，生成（脈寬調制）PWM0、（脈寬調制）PWM1輸出，經功率驅動芯片IR2110驅動全橋功率開關器件VT1~VT4。

4.本實用新型具有良好的保護電路：

過壓保護：當風力發電機輸出電能大于負載消耗的電能時，將把多余的電能儲存在蓄電池中。如果能量過剩就會使蓄電池電壓超過蓄電池的安全電壓，此時必須限制蓄電池電壓的進一步升高，因此必須加入卸荷負載，將多余的能量消耗在卸荷電阻上，從而保護蓄電池免受損害。

過溫保護：任何電子元件以及功率器件都有一個工作范圍，溫度過高會影響系統的正常運行，本系統通過溫度開關控制，當溫度達到溫度開關的動作點時，溫度開關閉合，風扇開始工作，當溫度降下來時，溫度開關斷開，風扇停止工作。