[實用新型]一種小型風力發電機扇葉朝向控制系統

有效

• 申請號: 201320425000.7
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN203488312U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 張秀再;趙陽;章濤
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域

?????本實用新型涉及一種小型風力發電機扇葉朝向控制系統，屬自動控制技術領域。???

背景技術

風力發電是世界新興的能源產業,有著非常廣闊的發展前景,世界各國都在全力發展風電機的開發與安裝,從而越來越多的人員參與到風力發電這個行業中。我國內陸局部風能資源非常豐富，風功率密度一般在100W/m2以下，年可利用小時數3000小時以下。另外，在一些地區由于湖泊和特殊地形的影響，風能也較豐富，如鄱陽湖附近較周圍地區風能就大，湖南衡山、湖北的九宮山、河南的嵩山、山西的五臺山、安徽的黃山、云南太華山等也較平地風能為大。海上風能資源也十分豐富，10m高度可利用的風能資源約7億多kW。海上風速高，很少有靜風期，可以有效利用風電機組發電容量。海水表面粗糙度低，風速隨高度的變化小，可以降低塔架高度。海上風的湍流強度低，沒有復雜地形對氣流的影響，可減少風電機組的疲勞載荷，延長使用壽命。一般估計海上風速比平原沿岸高20%，發電量增加70%，在陸上設計壽命20年的風電機組在海上可達25年到30年，且距離電力負荷中心很近。隨著海上風電場技術的發展成熟，經濟上可行，將來必然會成為重要的可持續能源。

目前風電機技術已經有了較快的發展，國內風電機主要采用三葉式水平軸風力發電機，常用測風儀器包括三杯式風速風向儀、風向標、超聲波傳感器、熱敏風速風向傳感器等測風向儀器進行測風，并由控制系統控制風力發電機的扇葉朝向與來風方向一致，實現最大效率的利用風能資源。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型公開了一種小型風力發電機扇葉朝向控制系統。

為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種小型風力發電機扇葉朝向控制系統，包括風向檢測模塊、單片機控制模塊、電機驅動模塊、扇葉朝向控制裝置、液晶顯示模塊，所述的風向檢測模塊、液晶顯示模塊分別與所述的單片機控制模塊相連，所述的單片機控制器與電機驅動模塊相連，所述的電機驅動模塊相連還與扇葉朝向控制裝置相連。

作為本實用新型的一種改進，所述的風向檢測模塊包括八個霍爾元件，所述的八個霍爾元件均布在一個圓盤上，所述的霍爾元件與單片機控制模塊相連。

作為本實用新型的一種改進，所述的扇葉朝向控制裝置包括扇葉、齒輪組合、轉動軸、步進電機，底座、扇葉支撐桿，所述的步進電機與電機驅動模塊相連接。

作為本實用新型的一種改進，所述的單片器控制器采用的單片機的型號為MSP430F149。

本實用新型的有益效果：

本實用新型實現了風向的檢測、數據處理與顯示，電機的驅動，及扇葉朝向控制等功能。系統利用霍爾傳感器能夠根據來風方向所驅使的風向標轉動的變換，檢測出風向變化，同時通過單片機的處理和信號輸出，使液晶模塊顯示風向信息，運行電機驅動模塊驅動電機勻速轉動，從而使扇葉朝向與風向標所指方向相同，從而提高風力發電機的工作效率。

附圖說明

??圖1為本實用新型的硬件電路結構框圖；

圖2?為本實用新型的風向檢測裝置模塊的結構示意圖；

圖3為本實用新型的扇葉朝向控制裝置的結構示意圖；

圖4為本實用新型的MSP430F149單片機電路圖；

圖5為本實用新型的下載口連接電路電路圖；

圖6為本實用新型的電源電路電路圖；

圖7?為本實用新型的風向傳感器電路圖；

圖8為本實用新型的電機驅動模塊電路圖；

圖9為本實用新型的液晶顯示電路；

圖中各部件為：

1扇葉、2齒輪組合、3轉動軸、4步進電機、5底座、6扇葉支撐桿。

具體實施方式

以下將結合具體實施例對本實用新型提供的技術方案進行詳細說明，應理解下述具體實施方式僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。

如圖1所示為本實用新型的小型風力發電機扇葉朝向控制系統的硬件電路結構框圖，包括風向檢測模塊、單片機控制模塊、電機驅動模塊、扇葉朝向控制裝置、液晶顯示模塊，所述的風向檢測模塊、液晶顯示模塊分別與所述的單片機控制模塊相連，所述的單片機控制器與電機驅動模塊相連，所述的電機驅動模塊相連還與扇葉朝向控制裝置相連。

圖4為本實用新型的MSP430F149單片機結構示意圖，單片機是整個系統的控制中樞，它指揮外圍器件協調工作，完成特定的功能。硬件實現上采用模塊化設計，每一模塊實現一個特定功能，最后再將各個模塊搭接在一起。這種設計方法可降低系統設計的復雜性。