专利名称：一种电磁限速稳压型600w风力光伏发电系统控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及控制器，特别是涉及一种电磁限速稳压型600w风力光伏发电系 统控制器。
背景技术：
小型风力发电机的转速与风速成正比，风速越高转速越快，而且风力机的输出电 压是与风力机的转速成正比的，转速越快，则电压越高。 由于小型风力发电机的转速不能及时准确的控制，造成风力发电机输出电压变化 幅度很大，有时会远远超出允许的电压范围。而且在蓄电池发生过充电时，风力发电机也无 法调整工作状态，严重影响系统的可靠性和安全性。有的系统增加直流泄荷负载进行电压 控制，一方面这种消极泄放时，风力发电机仍在高速运行，影响安全性和奉命。另一方面泄 荷器是一个热源，造成了新的不安全因素。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供 一种电磁限速稳压型600w风力光伏发电系统控制器。 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现一种电磁限速稳压型600w风 力光伏发电系统控制器，其特征在于，包括单片机、风机转速检测单元、蓄电池电压检测单 元、限速稳压开关电路单元以及整流器，所述的风机转速检测单元、蓄电池电压检测单元、 限速稳压开关电路单元以及整流器均与单片机连接。 本实用新型还包括欠压保护电路单元，该欠压保护电路单元与单片机连接。 与现有技术相比，本实用新型结构简单、使用方便，通过本实用新型的控制器对电 磁涡流调整装置进行控制，实现对风力发电机的转速、输出电压的自动控制，使其始终处于 安全、可靠的工作状态，在不增加成本的前提下，实现小型风光互补系统的技术升级。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为本实用新型在电磁限速稳压型600W风力光伏发电系统中应用的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。 如图1所示，一种电磁限速稳压型600w风力光伏发电系统控制器，包括单片机1、 风机转速检测单元2、蓄电池电压检测单元3、限速稳压开关电路单元4以及整流器5，所述 的风机转速检测单元2、蓄电池电压检测单元3、限速稳压开关电路单元4以及整流器5均 与单片机l连接。 本实用新型还包括欠压保护电路单元6，该欠压保护电路单元6与单片机1连接。[0013] 本控制器由单片机制成智能型控制器。与一般的风光互补发电系统控制器相比， 本控制器增设了风机转速检测电路和蓄电池电压检测电路。 当发电机转速超速或蓄电池电压超过限定值时，由智能控制器发出指令，限速稳 压开关电路导通，风力发电机产生的电流回馈给电磁涡流盘，对电磁铁励磁，使涡流盘形成 涡流，涡流的反力矩使风轮转速下降，从而起到稳速速限压作用。通过由控制器智能管理的 电磁涡流装置，实现对风力发电机的转速、输出电压的自动控制，使其始终处于安全、可靠 的工作状态。 如图2为本实用新型控制器在电磁限速稳压型600w风力光伏发电系统中的应用。 电磁涡流减速限压的含义是指增加了一套风力发电机电磁涡流减速机构，用来进 行风机超速时减速，使风力机不论在何种情况下，其发电机转速始终不会超过设定值。 由于风力机的输出电压是与风力机的转速成正比的关系。因而当风机超速时，风 力机的输出电压就会超过设定电压。 设有电磁涡流减速机构的风力机，在发电机转速超速使，电磁涡流减速机构开始 工作，在风力机轴上加入一个反向电磁力矩，能使风机减速，当反向电磁力矩足够大时，还 能使风力机停机。 因而不需直流泄荷器等，就可完全使风力机的输出电压永不超出限定电压值。因 而对系统进行可靠保护。 即电磁涡流减速机构能使风力机减速，因而达到风力机的输出电压永不超出限定 电压值 电磁涡流减速机构(器)，包括电磁涡流盘、电压传感器、转速传感器、单片机和专 用程序软件以及一套限速开关控制电路。 在风力发电机转子的轴上增加了一个同轴的电磁涡流盘，电磁涡流盘由6只电磁
线圈组成。电磁铁涡流盘利用转子极靴用低碳钢制造，用不锈钢作端环不导磁而导电形成
涡流体系，对永磁转子又有保护去磁的作用同时又形成一个笼式涡流转子。 当6只电磁线圈中通入电流时，就会产生一个阻止转子转动的反向磁场，使发电
机轴子的速度下降，当此反向力矩足够大时，风力发电机将停止转动。此机构称之为电磁涡流盘。 本实用新型控制器增设了风机转速和蓄电池电压检测电路。当发电机转速超速 或蓄电池电压超过限定值时，由智能控制器发出指令，限速开关电路导通，风力发电机产生 的电流回馈给电磁涡流盘，对电磁铁励磁，使涡流盘形成涡流，涡流的反力矩使风轮转速下 降，从而起到减速限压作用。 可有效调控发电机的转速，甚至停车。并采用P丽脉宽调制方式调整电磁涡流减 速器的磁场强度，适度给以制动力矩，因而风机输出电压也得到有效控制，即使在蓄电池脱 载时，空载电压也不会超过限定值。 我们利用输出电压和风力发电机转子的转速作为信号来源，将风力发电机产生的 电流回遗对电磁铁历磁涡流盘形成涡流，涡流的反力矩使风轮转速下降，从而起到稳速稳 压作用。经过试验效果非常好，使发电机部分的价格一点也没有上升而省去了泄荷器。
电磁调速是无接触式调速，无磨损、长寿命、高可靠。而省掉直流泄荷器这种热源， 更提高了系统的安全性和可靠性。[0028] 通过风轮偏侧与电磁调速相结合的方式，使额定转速400r/min的500W风力发电 机的转速严格控制在520r/min范围以内，不论在何种风速下，均不发生超速现象。 目完成后，实测结果风力发电机转速瞬态、常态均可靠控制在510r/min以内。达 到了稳定转速的目标。 由于风是不停的变化，我们对电磁回遗电流采用P丽的脉宽调制方法调整电磁场 强度。适度的给以制动力矩。使整个过程连续稳定，从仪表上看不到参数抖动状态。电压 稳定在42伏到43.9伏。 解决超速之后，使风力发电机输出充电电压的变化范围控制在l/4以内。发电 机额定充电电压为42V(DC)，最高充电电压应不超过43. 9V(DC)，空载电压有效值不超过 45V(DC)。项目完成后实测证实，最高充电电压43. 8V(DC)，最高空载电压为45V(DC)，实现 了稳定电压的目的。 电磁调速过程平稳连续，无抖动。实现了由智能控制器对小型风力发电机运转进 行减速限压。大大提高了机组运行的平稳性、安全性和可靠性。 另外由于风力发电机实现了减速限压，可以大大降低小型风力发电系统、小型风 光互补发电系统的故障率，显著提高可靠性和安全性。将会促进小型风力、风光互补发电产 业的壮大和发展，具有巨大的社会效益。 小型风力、风光互补发电系统故障率高的一个重要原因，就是电压波动幅度大，特 别是超压损害极大。例如电网电压的波动范围为±10%，而小型风力发电机充电电压超压 可达到+40%左右，空载超压更可超过+130%以上。 而采用本实用新型装置的电磁限速稳压型风力光伏发电系统可严格控制充电电 压波动幅度在±7%以内，即使空载也超不过+10%，大大提高了蓄电池、控制器、逆变器的 可靠性和安全性。同使价格不变。
权利要求一种电磁限速稳压型600w风力光伏发电系统控制器，其特征在于，包括单片机、风机转速检测单元、蓄电池电压检测单元、限速稳压开关电路单元以及整流器，所述的风机转速检测单元、蓄电池电压检测单元、限速稳压开关电路单元以及整流器均与单片机连接。
2. 根据权利要求l所述的一种电磁限速稳压型600w风力光伏发电系统控制器，其特征 在于，还包括欠压保护电路单元，该欠压保护电路单元与单片机连接。
专利摘要本实用新型涉及一种电磁限速稳压型600W风力光伏发电系统控制器，包括单片机、风机转速检测单元、蓄电池电压检测单元、限速稳压开关电路单元以及整流器，所述的风机转速检测单元、蓄电池电压检测单元、限速稳压开关电路单元以及整流器均与单片机连接。与现有技术相比，本实用新型结构简单、使用方便，通过本实用新型的控制器对电磁涡流调整装置进行控制，实现对风力发电机的转速、输出电压的自动控制，使其始终处于安全、可靠的工作状态，在不增加成本的前提下，实现小型风光互补系统的技术升级。
文档编号F03D7/00GK201461235SQ200920076009
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月9日 优先权日2009年6月9日
发明者贾大江 申请人:上海万德风力发电股份有限公司