CN102752925A - 风光互补路灯控制器 - Google Patents

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吴鹰
顾扣宏
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    • Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Abstract

风光互补路灯控制器，涉及风力发电和太阳能发电技术领域。包括与风力发电机连接的三相整流电路模块、太阳能电池板的直流电输入端子和主控电路，还设置了升压控制电路、防反接功率控制电路、防反充控制电路，将直流侧卸荷电路和交流侧刹车控制电路完美地结合起来，提高了风能的利用率，当台风来临时，能保证系统的安全性，即使客户将蓄电池正负极接反，也不会对系统造成任何损坏，还可以防止夜间蓄电池的电压回充。

Description

风光互补路灯控制器
技术领域
本发明涉及风力发电和太阳能发电技术领域。
背景技术
随着绿色能源的开发，人们已研究出风力发电和太阳能发电技术，甚至人们还将两者进行结合，设计出充分利用风能和太阳能的风光互补型路灯控制器。其原理是：将风力发电机和太阳能电池板形成的电能存储于直流蓄电池内，通过控制器对路灯（即负载）供电。
现有技术存在以下缺陷：
1、由于风力发电系统中没有升压功能，当风速较低时，风力风电机的电能无法储存进蓄电池内。
2、风力发电系统仅有卸荷电路或刹车电路之一，只有卸荷电路的系统，在台风来临时，风机无法彻底刹住，带来了一定的安全隐患；而只有刹车电路的系统无法将蓄电池电压稳定在一个设定值上，在刹车与恢复之间存在一定的回差电压，不能充分利用风机的能量。
3、传统的风光互补控制器内置保险丝，当出现误将蓄电池的正负极性接反时，保险丝将烧断，处理方法是：必须打开控制器更换保险丝，控制器方能正常使用，这给实际操作带来了很多不便。
发明内容
本发明目的在于提出一种能克服现有产品缺陷的风光互补路灯控制器。
本发明包括与风力发电机连接的三相整流电路模块、太阳能电池板的直流电输入端子和主控电路，其特征在于：三相整流电路模块的输出端通过升压控制电路连接防反接功率控制电路，防反接功率控制电路设有与蓄电池连接的输出端子；所述太阳能电池板的直流电输入端子也连接在所述防反接功率控制电路上；在三相整流电路模块的另一输出端还连接直流侧卸荷电路；控制器还设有风机转速信号输入端子，风机转速信号输入端子连接在主控电路上，主控电路的控制端连接交流侧刹车控制电路，在交流侧刹车控制电路上设置可与风力发电机连接的控制输出端子；主控电路还分别与三相整流电路模块、升压控制电路、直流侧卸荷电路连接，三相整流电路模块的电流电压信号输出端连接在主控电路的输入端。
本发明还在太阳能电池板的直流电输入端子与防反接功率控制电路之间连接防反充控制电路。
本发明风力发电机蓄电部分的工作原理是：
1、风力发电机发出的三相交流电经过三相整流电路模块整流后变为脉动的直流电，主控电路检测该直流电压的高低，如果低于蓄电池的充电电压，主控电路则启动升压控制电路，将整流后电压升压后再对蓄电池进行充电；如整流后直流电压高于或达到蓄电池的充电电压，主控电路则升压功能关闭，直接将三相整流电路模块整流后的电压对蓄电池进行脉动充电。
    2、主控电路检测蓄电池的充电电流和蓄电池电压及风力发电机的风机转速，当超过系统设定的卸荷充电电流、卸荷电压及卸荷风速之一时，主控电路启动直流侧卸荷电路，将风力发电机多余的电能通过直流侧卸荷电路进行卸荷，从而保证充电电流，蓄电池电压及风机转速稳定在系统设定的参数范围。
3、当强风暴或台风来临时，直流侧卸荷电路不能及时将风机的能量进行卸荷时，主控电路检测到充电电流和蓄电池电压及风力发电机的风机转速超过设定的刹车电流、刹车电压及风机转速之一时，主控电路则启动交流侧刹车控制电路，将风力发电机在交流侧进行刹车，确保系统可靠刹车。当主控电路检测到的参数达到系统设定的恢复参数时，则通过交流侧刹车控制电路关闭刹车功能。
4、三相整流电路模块将整流后的直流电通过防反接功率控制电路对蓄电池进行充电。
太阳能蓄电部分的工作原理是：
1、太阳能电池板发出的直流电经过防反充控制电路和防反接功率控制电路对蓄电池进行充电。
2、当主控电路检测到蓄电池的电压超过过充保护电压时，关闭太阳能电池板对蓄电池的充电。
本发明的特点说明：
1、本发明设置了升压控制电路，即使在微风时也能充电，提高了风能的利用率，在不额外增加风机容量及其他硬件设备的情况下提高了整个路灯系统的实用性。
2、本发明将直流侧卸荷电路和交流侧刹车控制电路完美地结合起来，既保证了风能的最大利用，使蓄电池的电压一直稳定在浮充电压点，当台风来临时，又能可靠地刹车，保证了系统的安全性。
3、本发明设置了防反接功率控制电路，即使客户将蓄电池正负极接反，也不会对系统造成任何损坏，客户只需将正负极重新接好，即可正常工作。
4、本发明在太阳能电池板与防反接功率控制电路之间连接防反充控制电路，以防止夜间蓄电池的电压回充。
附图说明
图1为本发明的工作原理框图。
图1中虚线框内为本控制器。
具体实施方式
如图1所示，三相整流电路模块2的输出端通过升压控制电路7连接防反接功率控制电路8，防反接功率控制电路8设有与蓄电池4连接的输出端子13。
将太阳能电池板3通过太阳能电池板的直流电输入端子14与防反充控制电路12连接，防反充控制电路12的输出端与防反接功率控制电路8连接。
在三相整流电路模块2的另一输出端还连接直流侧卸荷电路9。
控制器还设有风机转速信号输入端子16，风机转速信号输入端子16的一端通过风机转速信号检测模块10连接在风力发电机1上，风机转速信号输入端子16的另一端则连接在主控电路6上。主控电路6的控制端连接交流侧刹车控制电路11，在交流侧刹车控制电路11上设置可与风力发电机1连接的控制输出端子17。
主控电路6还分别与三相整流电路模块2、升压控制电路7、直流侧卸荷电路9连接。三相整流电路模块2的电流电压信号输出端连接在主控电路6的输入端。
主控电路6还设有与蓄电池4连接的连接端子18。
使用时，将输出端子13与蓄电池4连接，接入端子15与风力发电机1连接，输入端子14与太阳能电池板3连接，输入端子16与风机转速信号检测模块10连接，输出端子17与风力发电机1连接，连接端子18与蓄电池4连接，蓄电池4的输出端与负载电路5连接，就可实现风光充电、蓄电和对负载供电的控制。

Claims (2)

1.风光互补路灯控制器，包括与风力发电机连接的三相整流电路模块、太阳能电池板的直流电输入端子和主控电路，其特征在于：
三相整流电路模块的输出端通过升压控制电路连接防反接功率控制电路，防反接功率控制电路设有与蓄电池连接的输出端子；所述太阳能电池板的直流电输入端子也连接在所述防反接功率控制电路上；
在三相整流电路模块的另一输出端还连接直流侧卸荷电路；
控制器还设有风机转速信号输入端子，风机转速信号输入端子连接在主控电路上，主控电路的控制端连接交流侧刹车控制电路，在交流侧刹车控制电路上设置可与风力发电机连接的控制输出端子；
主控电路还分别与三相整流电路模块、升压控制电路、直流侧卸荷电路连接，三相整流电路模块的电流电压信号输出端连接在主控电路的输入端。
2.根据权利要求1所述风光互补路灯控制器，其特征在于在太阳能电池板的直流电输入端子与防反接功率控制电路之间连接防反充控制电路。
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