專利名稱：一種電磁限速穩(wěn)壓型600w風力光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及控制器，特別是涉及一種電磁限速穩(wěn)壓型600w風力光伏發(fā)電系 統(tǒng)控制器。
背景技術(shù)：
小型風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與風速成正比，風速越高轉(zhuǎn)速越快，而且風力機的輸出電 壓是與風力機的轉(zhuǎn)速成正比的，轉(zhuǎn)速越快，則電壓越高。 由于小型風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速不能及時準確的控制，造成風力發(fā)電機輸出電壓變化 幅度很大，有時會遠遠超出允許的電壓范圍。而且在蓄電池發(fā)生過充電時，風力發(fā)電機也無 法調(diào)整工作狀態(tài)，嚴重影響系統(tǒng)的可靠性和安全性。有的系統(tǒng)增加直流泄荷負載進行電壓 控制，一方面這種消極泄放時，風力發(fā)電機仍在高速運行，影響安全性和奉命。另一方面泄 荷器是一個熱源，造成了新的不安全因素。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供 一種電磁限速穩(wěn)壓型600w風力光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器。 本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種電磁限速穩(wěn)壓型600w風 力光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器，其特征在于，包括單片機、風機轉(zhuǎn)速檢測單元、蓄電池電壓檢測單 元、限速穩(wěn)壓開關電路單元以及整流器，所述的風機轉(zhuǎn)速檢測單元、蓄電池電壓檢測單元、 限速穩(wěn)壓開關電路單元以及整流器均與單片機連接。 本實用新型還包括欠壓保護電路單元，該欠壓保護電路單元與單片機連接。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，通過本實用新型的控制器對電 磁渦流調(diào)整裝置進行控制，實現(xiàn)對風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、輸出電壓的自動控制，使其始終處于 安全、可靠的工作狀態(tài)，在不增加成本的前提下，實現(xiàn)小型風光互補系統(tǒng)的技術(shù)升級。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型在電磁限速穩(wěn)壓型600W風力光伏發(fā)電系統(tǒng)中應用的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。 如圖1所示，一種電磁限速穩(wěn)壓型600w風力光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器，包括單片機1、 風機轉(zhuǎn)速檢測單元2、蓄電池電壓檢測單元3、限速穩(wěn)壓開關電路單元4以及整流器5，所述 的風機轉(zhuǎn)速檢測單元2、蓄電池電壓檢測單元3、限速穩(wěn)壓開關電路單元4以及整流器5均 與單片機l連接。 本實用新型還包括欠壓保護電路單元6，該欠壓保護電路單元6與單片機1連接。[0013] 本控制器由單片機制成智能型控制器。與一般的風光互補發(fā)電系統(tǒng)控制器相比， 本控制器增設了風機轉(zhuǎn)速檢測電路和蓄電池電壓檢測電路。 當發(fā)電機轉(zhuǎn)速超速或蓄電池電壓超過限定值時，由智能控制器發(fā)出指令，限速穩(wěn) 壓開關電路導通，風力發(fā)電機產(chǎn)生的電流回饋給電磁渦流盤，對電磁鐵勵磁，使渦流盤形成 渦流，渦流的反力矩使風輪轉(zhuǎn)速下降，從而起到穩(wěn)速速限壓作用。通過由控制器智能管理的 電磁渦流裝置，實現(xiàn)對風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、輸出電壓的自動控制，使其始終處于安全、可靠 的工作狀態(tài)。 如圖2為本實用新型控制器在電磁限速穩(wěn)壓型600w風力光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應用。 電磁渦流減速限壓的含義是指增加了一套風力發(fā)電機電磁渦流減速機構(gòu)，用來進 行風機超速時減速，使風力機不論在何種情況下，其發(fā)電機轉(zhuǎn)速始終不會超過設定值。 由于風力機的輸出電壓是與風力機的轉(zhuǎn)速成正比的關系。因而當風機超速時，風 力機的輸出電壓就會超過設定電壓。 設有電磁渦流減速機構(gòu)的風力機，在發(fā)電機轉(zhuǎn)速超速使，電磁渦流減速機構(gòu)開始 工作，在風力機軸上加入一個反向電磁力矩，能使風機減速，當反向電磁力矩足夠大時，還 能使風力機停機。 因而不需直流泄荷器等，就可完全使風力機的輸出電壓永不超出限定電壓值。因 而對系統(tǒng)進行可靠保護。 即電磁渦流減速機構(gòu)能使風力機減速，因而達到風力機的輸出電壓永不超出限定 電壓值 電磁渦流減速機構(gòu)(器)，包括電磁渦流盤、電壓傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、單片機和專 用程序軟件以及一套限速開關控制電路。 在風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子的軸上增加了一個同軸的電磁渦流盤，電磁渦流盤由6只電磁
線圈組成。電磁鐵渦流盤利用轉(zhuǎn)子極靴用低碳鋼制造，用不銹鋼作端環(huán)不導磁而導電形成
渦流體系，對永磁轉(zhuǎn)子又有保護去磁的作用同時又形成一個籠式渦流轉(zhuǎn)子。 當6只電磁線圈中通入電流時，就會產(chǎn)生一個阻止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的反向磁場，使發(fā)電
機軸子的速度下降，當此反向力矩足夠大時，風力發(fā)電機將停止轉(zhuǎn)動。此機構(gòu)稱之為電磁渦流盤。 本實用新型控制器增設了風機轉(zhuǎn)速和蓄電池電壓檢測電路。當發(fā)電機轉(zhuǎn)速超速 或蓄電池電壓超過限定值時，由智能控制器發(fā)出指令，限速開關電路導通，風力發(fā)電機產(chǎn)生 的電流回饋給電磁渦流盤，對電磁鐵勵磁，使渦流盤形成渦流，渦流的反力矩使風輪轉(zhuǎn)速下 降，從而起到減速限壓作用。 可有效調(diào)控發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，甚至停車。并采用P麗脈寬調(diào)制方式調(diào)整電磁渦流減 速器的磁場強度，適度給以制動力矩，因而風機輸出電壓也得到有效控制，即使在蓄電池脫 載時，空載電壓也不會超過限定值。 我們利用輸出電壓和風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速作為信號來源，將風力發(fā)電機產(chǎn)生的 電流回遺對電磁鐵歷磁渦流盤形成渦流，渦流的反力矩使風輪轉(zhuǎn)速下降，從而起到穩(wěn)速穩(wěn) 壓作用。經(jīng)過試驗效果非常好，使發(fā)電機部分的價格一點也沒有上升而省去了泄荷器。
電磁調(diào)速是無接觸式調(diào)速，無磨損、長壽命、高可靠。而省掉直流泄荷器這種熱源， 更提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。[0028] 通過風輪偏側(cè)與電磁調(diào)速相結(jié)合的方式，使額定轉(zhuǎn)速400r/min的500W風力發(fā)電 機的轉(zhuǎn)速嚴格控制在520r/min范圍以內(nèi)，不論在何種風速下，均不發(fā)生超速現(xiàn)象。 目完成后，實測結(jié)果風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速瞬態(tài)、常態(tài)均可靠控制在510r/min以內(nèi)。達 到了穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的目標。 由于風是不停的變化，我們對電磁回遺電流采用P麗的脈寬調(diào)制方法調(diào)整電磁場 強度。適度的給以制動力矩。使整個過程連續(xù)穩(wěn)定，從儀表上看不到參數(shù)抖動狀態(tài)。電壓 穩(wěn)定在42伏到43.9伏。 解決超速之后，使風力發(fā)電機輸出充電電壓的變化范圍控制在l/4以內(nèi)。發(fā)電 機額定充電電壓為42V(DC)，最高充電電壓應不超過43. 9V(DC)，空載電壓有效值不超過 45V(DC)。項目完成后實測證實，最高充電電壓43. 8V(DC)，最高空載電壓為45V(DC)，實現(xiàn) 了穩(wěn)定電壓的目的。 電磁調(diào)速過程平穩(wěn)連續(xù)，無抖動。實現(xiàn)了由智能控制器對小型風力發(fā)電機運轉(zhuǎn)進 行減速限壓。大大提高了機組運行的平穩(wěn)性、安全性和可靠性。 另外由于風力發(fā)電機實現(xiàn)了減速限壓，可以大大降低小型風力發(fā)電系統(tǒng)、小型風 光互補發(fā)電系統(tǒng)的故障率，顯著提高可靠性和安全性。將會促進小型風力、風光互補發(fā)電產(chǎn) 業(yè)的壯大和發(fā)展，具有巨大的社會效益。 小型風力、風光互補發(fā)電系統(tǒng)故障率高的一個重要原因，就是電壓波動幅度大，特 別是超壓損害極大。例如電網(wǎng)電壓的波動范圍為±10%，而小型風力發(fā)電機充電電壓超壓 可達到+40%左右，空載超壓更可超過+130%以上。 而采用本實用新型裝置的電磁限速穩(wěn)壓型風力光伏發(fā)電系統(tǒng)可嚴格控制充電電 壓波動幅度在±7%以內(nèi)，即使空載也超不過+10%，大大提高了蓄電池、控制器、逆變器的 可靠性和安全性。同使價格不變。
權(quán)利要求一種電磁限速穩(wěn)壓型600w風力光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器，其特征在于，包括單片機、風機轉(zhuǎn)速檢測單元、蓄電池電壓檢測單元、限速穩(wěn)壓開關電路單元以及整流器，所述的風機轉(zhuǎn)速檢測單元、蓄電池電壓檢測單元、限速穩(wěn)壓開關電路單元以及整流器均與單片機連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種電磁限速穩(wěn)壓型600w風力光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器，其特征 在于，還包括欠壓保護電路單元，該欠壓保護電路單元與單片機連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電磁限速穩(wěn)壓型600W風力光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器，包括單片機、風機轉(zhuǎn)速檢測單元、蓄電池電壓檢測單元、限速穩(wěn)壓開關電路單元以及整流器，所述的風機轉(zhuǎn)速檢測單元、蓄電池電壓檢測單元、限速穩(wěn)壓開關電路單元以及整流器均與單片機連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，通過本實用新型的控制器對電磁渦流調(diào)整裝置進行控制，實現(xiàn)對風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、輸出電壓的自動控制，使其始終處于安全、可靠的工作狀態(tài)，在不增加成本的前提下，實現(xiàn)小型風光互補系統(tǒng)的技術(shù)升級。
文檔編號F03D7/00GK201461235SQ200920076009
公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者賈大江 申請人:上海萬德風力發(fā)電股份有限公司