一种风力发电配置系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风力发电配置系统。
【背景技术】
[0002]在现有的风力发电配置中，普遍采用的模式是:风力发电机组+整流控制器(包含卸荷箱)+电池组+逆变器+电机控制器+电动机，其中风力发电机组在风力作用下将风能转变成电能，整流控制器将风力发电机组发出的不稳定的交流电整流变为直流电，给电池充电，逆变器再将电池中的直流电逆变成稳定电压、稳定频率的交流电，通过电机控制器带动电动机运行做功。在这个系统中，风力发电机组跟随风力大小的变化其转速发生变化，所发出的电压、功率发生变化，整流控制器整流后的直流电压发生变化，当整流电压达到电池组的门槛充电电压时，风力发电机组发出的电能通过整流控制器流进电池组，开始给电池组充电。如果风力偏小、风力发电机组发出的电压偏小、经整流后达不到电池组的充电电压值时，风力发电机组发出的电能无法输出给电池组，这时系统处于空转状态。同样，当风力变大，风力发电机组的转速变快，所发出的电压变高，整流后的电压变高，当风力大到一定程度，整流后的电压超高电池组所承受的最高电压限制时，控制器控制风力发电机组的变桨机构工作，使风力发电机机组中的风叶迎风角度变小，风力发电机组主动放走部分风能，使得到的风能量变小，风力发电机组转速变低，人为降低风力发电机组发电电压值，将整流后的电压限制在电池组可承受的范围内。或风力大时控制器向卸荷箱卸放电流，加大风力发电机组电能的输出量，这时风力发电机组需要的转矩变大，抵消掉风力加大所产生额外动力，使风力发电机组转速变低，发出的电压变低，同样使整流后的电压限制在电池组可承受的范围内。如果风力继续增大，以上措施不能使整流后的电压控制在电池组所能承受的范围时，整流控制器控制风力发电机组中的刹车动作，将风力发电机组中的风机抱死，系统强行退出工作状态。从以上分析可以看出，现有的风力发电机组配置系统，风能的利用只能取中间的很小一段，在风力偏小或风力偏大时，系统均不能输电工作，造成了资源很大的浪费。
[0003]在现有风力发电配置系统中，整流控制器、逆变器均是电子器件组成，价格高、可靠性差，电池组价格高且是易损件，一般2?3年电池组就要更换一次，造成风力发电造价居高不下，运行维护成本高，严重影响了风力发电的普及推广。
[0004]综上所述，现有的风力风电配置系统具有很大的弊端。一是风力发电机组发电运行区间窄，浪费了很大的风力资源，发电量低。二是增加了昂贵的成本，电池价格不菲且是易损件，逆变器的主要器件均要从国外进口，价格更是高的很。三是系统效率变低，在风力偏大或偏小时不能正常使用或人为卸放能量，造成风能利用低。既是在有效的发电范围内，风力发电机组发出的电能还要经过整流、充电、逆变、控制环节，进一步消耗了能量，严重影响了系统效率。
[0005]现有的风电系统之所以采用这种配置复杂、成本严重偏高、能量浪费严重、维护成本普遍较高的模式，就是因为现有的电动机及其驱动控制系统不能适应风力发电这种电压变化、频率变化的供电模式。如果风力发电机组不经过这一系列变化直接接入现有的驱动器，现有的驱动器根本无法适应供电电压和供电频率的大幅度变化，而不能正常工作。同样现有的电动机也不具备在供电电压大幅度变化时其输出功率和转速自动跟随变化的能力，即是将风力发电通过现有的模式变为恒定电压恒定频率的电能，当接入现有的电动机时，电动机将以固定的转速运行，在风力发电的能量达不到电动机所需要的能量时，系统会保护或崩溃，使系统无法正常运行。
【发明内容】
[0006]本实用新型的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种风力发电配置系统(简称系统)，该系统可以适应风力发电机组电压大范围变化的状况，省去整流控制器、电池组、逆变器、电机控制器等中间转换环节，风力发电机组发出的电能通过驱动控制器直接加到电动机上带动负载做功。
[0007]本实用新型的技术解决方案是:一种风力发电配置系统，系统配置由风力发电机组、驱动控制器、电动机组成，省去了现有风力发电配置系统的整流控制器、电池组、逆变器、电机控制器。
[0008]本实用新型的原理是:在这个风力发电配置系统中，驱动控制器和电动机组成一个有机的整体。电动机部分采用稀土永磁转子结构，主要由电动机轴、转子铁芯、稀土磁钢、轴承、定子机壳、定子铁芯、定子线圈、电动机端盖、转子位置传感器等部件组成，电动机具有根据得到的直流电压高低而自动改变本身转速的能力，详见申请专利“一种超宽电压电动机”的论述。驱动控制器由整流滤波单元、转子位置采集单元、逻辑控制单元、斩波驱动单元组成。驱动控制器接受风力发电机发出的交流电，经整流滤波变为直流电，并根据电动机传来的转子位置信号，进行逻辑判断，实时开启导通电动机前进方向的绕组，及时关断将要产生负转矩磁场的绕组，使电动机定子产生一个始终沿前进方向的旋转磁场，驱动电动机转子运行。
[0009]本实用型的驱动控制器与电动机配合，驱动控制器无需要稳压稳频，而是将电压变化、频率变化的交流电，变为电压变化的直流电，直流电本身没有频率概念。当外界风力发生变化时，风力发电机组所发出的电压高低发生变化、发电频率高低发生变化，驱动控制器整流后的直流电压发生变化。当自然风力变小时、风力发电机组发出的电压低、频率低、能量小，驱动控制器整流后的直流电压低、能量小，电动机的转速降低，输出的能量小。当风力强时、风力发电