一种风力发电机电控系统的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电机技术领域，更具体地说，它涉及一种风力发电机电控系统。


背景技术：

2.风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机包括定浆距调节型风力发电机；定浆距调节型风力发电机通常包括：发电机、桨叶和轮毂；桨叶设置在轮毂上；所述轮毂设置在发电机上；定浆距调节型风力发电机的桨叶与轮毂的连接是固定的，当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。
3.另外，在风速高于额定风速的情况下，气流会在桨叶表面产生涡流，降低效率，产生失速，定浆距调节型风力发电机的失速调节是由桨叶本身完成，当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而电控系统不作任何控制，在风力不稳定或低风速的情况下，风力发电机只有很小的机会能运行在最佳状态下，因此风力发电机经常处于低效率的情况。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种风力发电机电控系统，具有提高了不稳定风力或低风速下电能的转化率的功能优点。
5.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种风力发电机电控系统，包括：控制器、用于与风力发电机电连接的整流模块、用于将低于预定电压的电能进行存储的第一储能模块、用于对达到预定电压后的电能进行存储的第二储能模块、及用于检测所述风力发电机转速和风力发电机周围环境的测量模块；所述第一储能模块的输入端与整流模块电连接，输出端与控制器电连接；所述测量模块和第二储能模块均与控制器电连接。
7.可选的，所述第一储能模块包括：电容和用于防止电流从所述电容流至风力发电机的充电单元；所述第二储能模块包括：电池；所述电容的一端与整流模块电连接，另一端与充电单元的输入端电连接；所述充电单元的输出端和电池均与控制器电连接。
8.可选的，所述测量模块包括：温度传感器、湿度传感器、盐度传感器和转速传感器；所述温度传感器、湿度传感器、盐度传感器和转速传感器均与控制器电连接。
9.可选的，还包括：计量模块和频率计数器；所述计量模块与控制器电连接；所述频率计数器与计量模块电连接。
10.可选的，还包括显示屏；所述显示屏与控制器电连接。
11.可选的，还包括通信模块；所述通信模块与控制器电连接。
12.可选的，还包括：空气开关和继电器；所述第一储能模块通过空气开关与控制器电连接；所述继电器与控制器电连接。
13.可选的，所述整流模块为桥式整流器。
14.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过第一储能模块和第二储能模块的设置，降低了用电时的电磁阻力，第一储能模块将微风发电的电压也就是低于预定电压的电能积累起来，在积累到预定电压后再通过控制器对第二储能模块进行充电，极大地提高了不稳定风力或低风速下电能的转化率；控制器能够根据转速传感器检测风力发电机的转速，防止风力发电机转速过大对风力发电机的发电机产生损害，起到保护风力发电机的作用。
附图说明
15.图1是本实用新型的电路框图。
16.图中：100、控制器；200、整流模块；300、第一储能模块；301、电容；302、充电单元；400、电池；500、测量模块；501、转速传感器；502、温度传感器；503、盐度传感器；504、湿度传感器；600、计量模块；700、频率计数器；800、显示屏；900、通信模块；110、空气开关；120、继电器。
具体实施方式
17.为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。
18.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
19.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
20.下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。
21.本实用新型提供了一种风力发电机电控系统,如图1所示，包括：控制器100、用于与风力发电机电连接的整流模块200、用于将低于预定电压的电能进行存储的第一储能模块300、用于对达到预定电压后的电能进行存储的第二储能模块、及用于检测所述风力发电机转速和风力发电机周围环境的测量模块500；所述第一储能模块300的输入端与整流模块200电连接，输出端与控制器100电连接；所述测量模块500和第二储能模块均与控制器100
电连接。
22.在实际应用中，整流模块200的输入端与风力发电机电连接，输出端与第一储能模块300的输入端电连接；负载与控制器100或第二储能模块电连接；控制器100采用单片机来实现相应功能；风力发电机产生的电能经过整流模块200的整流后，先对第一储能模块300充电，在达到预定电压后，通过控制器100对第二储能模块进行充电；在第二储能模块充满电后，控制器100将风力发电机产生的电能输送给与控制器100电连接的负载或与第二储能模块电连接的负载工作，消耗第二储能模块内的电能，延长电池400寿命；通过第一储能模块300和第二储能模块的设置，降低了用电时的电磁阻力，第一储能模块300将微风发电的电压也就是低于预定电压的电能积累起来，在积累到预定电压后再通过控制器100对第二储能模块进行充电，极大地提高了不稳定风力或低风速下电能的转化率。
23.进一步地，所述第一储能模块300包括：电容301和用于防止电流从所述电容301流至风力发电机的充电单元302；所述第二储能模块包括：电池400；所述电容301的一端与整流模块200电连接，另一端与充电单元302的输入端电连接；所述充电单元302的输出端和电池400均与控制器100电连接。
24.在实际应用中，通过充电单元302的设置，能够防止电流从电容301流至风力发电机，起到防止电流逆流的作用；具体地，在电容301内存储的电能达到预定电压后，控制器100控制电能向电池400充电，在电池400充满电后或在电池400充电的过程中，与电池400连接的负载处于工作状态。
25.进一步地，所述测量模块500包括：温度传感器502、湿度传感器504、盐度传感器503和转速传感器501；所述温度传感器502、湿度传感器504、盐度传感器503和转速传感器501均与控制器100电连接。
26.在实际应用中，通过温度传感器502的设置，能够检测风力发电机周围的温度，湿度传感器504能够检测风力发电机周围空气中的湿度，盐度传感器503能够检测风力发电机周围空气中的盐度，便于管理人员实时了解风力发电机周围的环境，并根据风力发电机周围环境打开风扇、除湿器等，以免温度或湿度影响本系统的运行。在本技术中风力发电机上还设置有刹车片和驱动刹车片运动的驱动组件，驱动组件为气缸、电机和/或齿轮，刹车片与驱动组件固定连接；驱动组件与控制器100电连接，在转速传感器501检测到风力发电机的转速大于预定转速后，控制器100就控制驱动组件带动刹车片对风力发电机进行减速，防止风力发电机转速过大对风力发电机的发电机产生损害，起到保护风力发电机的作用。
27.进一步地，还包括：计量模块600和频率计数器700；所述计量模块600与控制器100电连接；所述频率计数器700与计量模块600电连接。在实际应用中，计量模块600还电连接有采样模块，采样模块用于测量三相电流信号和三相电压信号，所述计量模块600采用计量芯片根据三相电流信号和三相电压信号得到有功功率、无功功率、能量等参数的精确值。
28.进一步地，还包括显示屏800；所述显示屏800与控制器100电连接。通过显示屏800的设置，在温度传感器502、湿度传感器504、盐度传感器503和转速传感器501采集到相应数据后，控制器100能够将该数据输送给显示屏800，通过显示屏800显示，计量模块600中得到的参数也能够通过显示屏800显示，便于管理人员对本系统的运行状态的掌控。
29.进一步地，还包括通信模块900；所述通信模块900与控制器100电连接。在实际应用中，风力发电机通常设置在偏远山区或海上，通过通信模块900的设置，能够与终端进行
通信，将监测模块检测到的数据以及计量模块600监测到的数据传输给终端，通信模块900采用3g、4g、5g或wifi等无线通信方式，终端为手机、ipad、电脑等，便于对风力发电机的实时监测。
30.进一步地，还包括：空气开关110和继电器120；所述充电单元302通过空气开关110与控制器100电连接；所述继电器120与控制器100电连接。通过空气开关110和继电器120的设置，在电压过大的情况下，空气开关110能够断开充电单元302与控制器100的电连接，加强了对控制器100的保护，继电器120也具有保护电路的功能，从而加强了对本系统的保护。
31.进一步地，所述整流模块200为桥式整流器。通过桥式整流器的设置，能够对风力发电机输出的电流进行整流。
32.本实用新型的风力发电机电控系统，通过第一储能模块300和第二储能模块的设置，降低了用电时的电磁阻力，第一储能模块300将微风发电的电压也就是低于预定电压的电能积累起来，在积累到预定电压后再通过控制器100对第二储能模块进行充电，极大地提高了不稳定风力或低风速下电能的转化率；控制器100能够根据转速传感器501检测风力发电机的转速，防止风力发电机转速过大对风力发电机的发电机产生损害，起到保护风力发电机的作用。
33.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。