一种微风力发电充电装置的制作方法

本实用新型涉及风力发电领域，具体涉及一种微风力发电充电装置。

背景技术：

风电是目前比较成熟的可再生能源发电技术，也是风能规模化开发利用的主要方式，世界各国都把发展风电作为重要的替代能源技术。随着风力发电机组单机容量的大型化和机组型式的多元化，风力发电的储能系统也得到了相应的发展。目前在实际运行的风力发电系统中，所使用的储能系统有抽水储能电站、压缩空气储能系统、蓄电池、超导磁能、飞轮和电容等。

近来小型永磁直驱风力发电系统应用越来越广泛，风力发电的效率是非常 重要的一个指标，利用风力发电控制器可以有效提高风力发电系统的风能捕获能力。

风力发电受到气象因素的影响非常大，因此风力发电的输出也非常不稳定。在微风力发电独立供电系统中，通常需要蓄电池等储能装置，以便向负载提供稳定的电能，因此风力发电控制器为了向蓄电池充电需要对风力发电机的输 出电压进行调节。当风速较低时，微风力发电机的输出电压经过整流以后低于蓄电池的电压，无法向蓄电池充电，因此当风速低于一定值时的风能无法利用。 为了提高风能的利用，特别是提高低风速时的风能利用率，必须对风力发电机的输出做升压变换。通常的风力发电控制器多采用专门的升压控制器，利用升压变换器可以在风速较低时向蓄电池和负载供电。

当风速较高时，如果不对风力发电机的输出电压进行控制，则由于蓄电池的钳制作用，使风力发电机的转速被钳制到一定值。在一定的风速下，风力发电机的输出功率会随着其的转速变化而变化，而且有一个最大值。为了对风力发电输出功率的最大点进行追踪，就不能让蓄电池的电压将风力发电机的转速钳制住。这就需要利用降压控制器，对风力发电机的输出电压进行降压控制。

因此为了得到较高性能的微风力发电控制系统，就需要有升压控制器还需要降压控制器，两者需要分别控制。综上所述，目前现有小型风力发电控制器存在很多缺点，一类是风能利用率低，另外一类是结构复杂，成本较高。

同时目前在微风力发电控制电路中，多数并未集成电流表和电压表，不能很直观的实时看出风力变化时，电量参数的变化，同时将风能直接转化为可用于给便携式电子设备的充电的电能的设备并不多见。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种微风力发电充电装置，将微风力发电稳压控制电路、微风力发电充电控制电路、发电机转速控制电路，三种电路集中在一块电路板上完成，并且集成了电流表、电压表，USB接口，能很直观的实时看出风力变化时，电量参数的变化，在野外时，可以直接跟外部USB接口相连，实现电子设备的充电功能。

为解决现有技术中存在的问题，采用的具体技术方案是：

一种微风力发电充电装置，其包括微风力发电机、微风力发电充电电路板、USB接口、发电机安装座、充电装置支座；

所述微风力发电充电电路板设置有微风力发电稳压控制电路、微风力发电充电控制电路、发电机转速控制电路；

所述微风力发电稳压控制电路设置有三相单向输入桥、电容、电压表、可变电阻、稳压控制电路；

所述微风力发电充电控制电路设置有充电控制电路、电容、电流表；

所述微风力发电机的三相输出与三相单向输入桥相连；电容并联在三相单向输入桥上；稳压控制电路并联在三相单向输入桥上；稳压控制电路与三相单向输入桥之间并联有电压表与可变电阻；

所述稳压控制电路的输出端与充电控制电路的输入端相连；所述充电控制电路输出端与发电机转速控制电路、USB接口并联；发电机转速控制电路与USB接口相互独立；电流表串联在充电控制电路与USB接口的回路上；电容并联在充电控制电路与USB接口的回路上；

所述微风力发电机安装在发电机安装座内，发电机安装座与充电装置支座相连，微风力发电充电电路板安装在充电装置支座内，USB接口安装在充电装置支座上。

优选的技术方案，所述可变电阻为滑动式电阻。

优选的技术方案，所述电压表为液晶显示的电压表。

进一步优选的技术方案，所述电流表为液晶显示的电流表。

再进一步优选的技术方案，所述微风力发电稳压控制电路设置的电容、微风力发电充电控制电路设置的电容为铝电解电容器。

再进一步优选的技术方案，所述USB接口最终输出电压为5V±0.3V。

一种微风力发电充电装置的实施过程为：微风力发电充电装置置于野外通风处，将外部待充电的电子设备插入USB接口中，微风力发电机产生的电量经过三相单向输入桥输入，经过微风力发电稳压控制电路进行放大输出到微风力发电充电控制电路中，微风力发电充电控制电路进行运算放大分别输出到发电机转速控制电路与USB接口中；

在给USB接口充电的过程中，由于风量的变化，微风力发电机产生的电压随着风量的变化而变化，并联在三相单向输入桥的电容不断的吸收和释放电量，起到第一步稳压的作用，并联在稳压控制电路与三相单向输入桥之间的电压表与可变电阻，分别起到实时显示输入电压和随时调节输入到稳压控制电路上的电压的作用；

经过稳压控制电路稳压后的电压输入到充电控制电路中，充电控制电路运算放大输出电流到发电机转速控制电路与USB接口中，发电机转速控制电路根据输出的电流来控制微风力发电机的转速，电流表显示给USB接口充电的电流；并联在充电控制电路与USB接口的回路上的电容用于稳定USB接口充电的电压。

通过采用上述方案，本实用新型的一种微风力发电充电装置与现有技术相比，其技术效果在于：

1. 本实用新型将微风力发电稳压控制电路、微风力发电充电控制电路、发电机转速控制电路，三种电路集中在一块电路板上完成，成本较低，可靠性高。

2. 本实用新型集成了USB接口，最终输出电压为5V±0.3V能满足大部分便携电子设备的充电需求。

3. 本实用新型集成了电流表、电压表能,很直观的实时看出风力变化时，电量参数的变化。

4. 本实用新型的电容为铝电解电容器，电容量大，能够适应较宽的工作范围，同时能够保护蓄电池和相连接的电路。

5. 本实用新型设置了滑动式可变电阻，在人工调试时系统时，提供了便利。

附图说明

图1为本实用新型一种微风力发电充电装置结构简图；

图2为本实用新型一种微风力发电充电装置原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1及图2所示：一种微风力发电充电装置，其包括微风力发电机1、微风力发电充电电路板2、USB接口3、发电机安装座4、充电装置支座5；

所述微风力发电充电电路板2设置有微风力发电稳压控制电路21、微风力发电充电控制电路22、发电机转速控制电路23；

所述微风力发电稳压控制电路21设置有三相单向输入桥211、电容212、电压表213、可变电阻214、稳压控制电路215；

所述微风力发电充电控制电路22设置有充电控制电路221、电容222、电流表223；

所述微风力发电机1的三相输出与三相单向输入桥211相连；电容212并联在三相单向输入桥211上；稳压控制电路215并联在三相单向输入桥211上；稳压控制电路215与三相单向输入桥211之间并联有电压表213与可变电阻214；

所述稳压控制电路215的输出端与充电控制电路221的输入端相连；所述充电控制电路221输出端与发电机转速控制电路23、USB接口3并联；发电机转速控制电路23与USB接口3相互独立；电流表223串联在充电控制电路221与USB接口3的回路上；电容222并联在充电控制电路221与USB接口3的回路上；

所述微风力发电机1安装在发电机安装座4内，发电机安装座4与充电装置支座5相连，微风力发电充电电路板2安装在充电装置支座5内，USB接口3安装在充电装置支座5上；

所述可变电阻214为滑动式电阻；所述电压表213为液晶显示的电压表；所述电流表223为液晶显示的电流表；所述电容212、电容222为铝电解电容器；所述USB接口3最终输出电压为5V±0.3V。

如图1及图2所示：一种微风力发电充电装置的实施过程为：微风力发电充电装置置于野外通风处，将外部待充电的电子设备插入USB接口3中，微风力发电机1产生的电量经过三相单向输入桥211输入，经过微风力发电稳压控制电路21进行放大输出到微风力发电充电控制电路22中，微风力发电充电控制电路22进行运算放大分别输出到发电机转速控制电路23与USB接口3中；

在给USB接口3充电的过程中，由于风量的变化，微风力发电机1产生的电压随着风量的变化而变化，并联在三相单向输入桥211的电容212不断的吸收和释放电量，起到第一步稳压的作用，并联在稳压控制电路215与三相单向输入桥211之间的电压表213与可变电阻214，分别起到实时显示输入电压和随时调节输入到稳压控制电路215上的电压的作用；

经过稳压控制电路215稳压后的电压输入到充电控制电路221中，充电控制电路221运算放大输出电流到发电机转速控制电路23与USB接口3中，发电机转速控制电路23根据输出的电流来控制微风力发电机1的转速，电流表223显示给USB接口3充电的电流；并联在充电控制电路221与USB接口3的回路上的电容222用于稳定USB接口3充电的电压。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、均包含在本实用新型的保护范围之内。