CN201813200U - 用于风力发电机组的控制直流电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于风力发电机组的控制直流电源，至少包括功率控制器、采样电路和控制电路；功率控制器的输入端与风力发电机组的三相输出端分别连接，功率控制器的输出端分别连接至蓄电池或直流负载设备；采样电路的输入端与蓄电池或所述直流负载设备相连接；控制电路的输入端与采样电路的信号输出端相连接；控制电路的输出端与功率控制器的控制端相连接；控制电路对采样电路提供的电压信号进行比较并放大，根据比较结果确定对相应的功率控制器发出动作指令。本实用新型可对蓄电池采用不同的充电方式，提高了风力发电机组和直流负载设备的安全性和可靠性，还降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种用于风力发电机组的控制直流电源。
背景技术
目前，利用小型风力发电机组向低电压直流供电系统提供供电的应用日益普遍。
此种应用技术在具体实施中，当风力发电机组的输出电压与用电设备的额定电压相一致时，相关的控制系统一般是将风力发电机组的输出电能经整流后，直接向蓄电池充电和用电设备供电。当蓄电池被充满后，并且用电设备的负载功率相对风力发电机的输出功率太小时，控制器则将风力发电机的输出电能通过一泄荷装置进行泄放。
上述控制技术以控制方式来分属于被动控制，且需要一个相当大功率的泄荷装置来泄放电能。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种成本低、安全性和可靠性高的用于风力发电机组的控制直流电源。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种成本低、安全性和可靠性高的用于风力发电机组的控制直流电源。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于风力发电机组的控制直流电源，至少包括功率控制器、采样电路和控制电路；所述功率控制器的输入端与风力发电机组的三相输出端分别连接，所述功率控制器的输出端分别连接至蓄电池或直流负载设备；所述采样电路的输入端与所述蓄电池或所述直流负载设备相连接；所述控制电路的输入端与所述采样电路的信号输出端相连接；所述控制电路的输出端与所述功率控制器的控制端相连接；所述控制电路对所述采样电路提供的电压信号进行比较并放大，根据比较结果确定对相应的所述功率控制器发出动作指令，以实现蓄电池大电流充电、蓄电池浮冲充电、风机放开、风机刹车减速或直流负载设备的切入和切出功能。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述功率控制器包括：全波半控整流桥、三相短路可控电路、滤波电容、负载控制MOS管；所述风力发电机组的三相输出端与所述全波半控整流桥的输入端相连接，所述全波半控整流桥的输出端并接有所述滤波电容，所述滤波电容与蓄电池相连接或通过所述负载控制MOS管连接直流负载，所述三相短路可控电路与风力发电机组的输入端相连接。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述控制电路包括：控制全波半控整流电路的三相整流控制电路，控制所述三相短路可控电路的三相短路控制电路，控制所述负载控制MOS管的负载通断控制电路；每组所述控制电路分别包括比较放大子电路、控制输出子电路、显示子电路；所述比较放大子电路的输入端和所述采样电路相连接，所述比较放大子电路的输出端和功率控制输出电路相连接，所述显示子电路和所述比较放大子电路的输出端相连接。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述全波半控整流桥包括整流二极管及可控硅。所述全波半控整流桥在所述控制电路的控制下，先将风力发电机组产生的三相交流电能转化为直流电能，实现为蓄电池充电的功能。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述三相短路可控电路在所述控制电路的控制下，实现对风机的放开空转或者刹车减速功能。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述采样电路包括：蓄电池电压采样子电路、负载电流子采样电路、蓄电池温度子采样电路。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述蓄电池电压采样子电路将蓄电池电压经过滤波再分压，为所述控制电路提供电压信号。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述负载电流采样子电路将负载电流转换为所述控制电路所需要的电压信号，传送给所述控制电路。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述蓄电池温度采样子电路将蓄电池温度的物理量转换为所述控制电路所需要的电压信号，传送给所述控制电路。
本实用新型通过对蓄电池的电压、负载的电流、蓄电池的温度等多个物理量进行采样比对，判断是否应该控制风力发电机对蓄电池进行大电流充电或者浮冲充电，或是否应该对风机放开空转或者进行刹车减速保护，以主动地控制风力发电机的工作方式，从而保护后级蓄电池和负载设备。
本实用新型采用全波半控整流电路来对交流电压进行整流，为蓄电池进行不同方式的充电，实现了可控充电，并且无需通过泄荷来拉低电压。
本实用新型还采用对三相短路可控电路的控制实现风机完全放开空转或者刹车减速保护，防止因为整流器的器件故障而导致蓄电池的过冲，同时也实现了对风力发电机组的保护。
本实用新型进一步采用对负载控制MOS管的控制，实现对直流负载设备的保护。
基于上述结构，本实用新型不仅能够完成对蓄电池不同方式的充电，而且提高了风力发电机组和直流负载设备的安全性和可靠性，同时相比其他控制方式也大大降低了设备的成本。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本实用新型的原理图；
图2是本实用新型一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型一具体实施例中，至少包括功率控制器1、采样电路2和控制电路3。
其中，功率控制器1包括：全波半控整流桥4、三相短路可控电路5、滤波电容6、负载控制MOS管7。
全波半控整流桥4为三个二极管和三个可控硅组成，该全波半控整流桥4将风力发电机组产生的三相交流电转变为直流电能，通过控制电路3控制可控硅的通断为蓄电池进行不同方式的充电。
三相短路可控电路5为三个二极管和三个可控硅组成，通过控制电路3控制可控硅的通断对风力发电机组完全放开空转或者进行刹车保护的操作。
负载控制MOS管7为N沟道MOS场效应管，通过控制电路3控制其对直流负载进行切入和切出操作。
采样电路2包括：蓄电池电压采样子电路8、负载电流采样子电路9、蓄电池温度采样子电路10。
控制电路3包括：控制全波半控整流电路的三相整流控制电路11，控制三相短路可控电路5的三相短路控制电路12，控制负载控制MOS管7的负载通断控制电路13。每组控制电路3分别包括比较放大子电路、控制输出子电路、显示子电路。其中，比较放大子电路的输入端和采样电路2相连接，比较放大子电路的输出端和功率控制输出电路相连接，显示子电路和比较放大子电路的输出端相连接。
在上述结构中，控制电路3对采样电路2提供的电压信号进行比较并放大，根据比较结果确定对相应的功率控制器1发出动作指令，以实现蓄电池大电流充电、蓄电池浮冲充电、风机放开、风机刹车减速或直流负载设备的切入和切出功能。
在具体实施中，功率控制器1的输入端与风力发电机组的三相输出端分别连接，功率控制器1的输出端分别连接至蓄电池或直流负载设备；采样电路2的输入端与蓄电池或直流负载设备相连接；控制电路的输入端与采样电路2的信号输出端相连接；控制电路的输出端与功率控制器1的控制端相连接。
风力发电机组的三相输出端与全波半控整流桥4的输入端相连接，全波半控整流桥4的输出端并接有滤波电容6，滤波电容6与蓄电池相连接或通过负载控制MOS管7连接直流负载，三相短路可控电路5与风力发电机组的输入端相连接。
进一步地，在本实施方式中，全波半控整流桥4包括整流二极管及可控硅。全波半控整流桥4在控制电路3的控制下，先将风力发电机组产生的三相交流电能转化为直流电能，实现为蓄电池充电的功能。
在本实施方式中，蓄电池电压采样子电路8将蓄电池电压经过滤波再分压，为控制电路3提供电压信号。负载电流采样子电路9将负载电流转换为控制电路3所需要的电压信号，传送给控制电路3。蓄电池温度采样子电路10将蓄电池温度的物理量转换为控制电路3所需要的电压信号，传送给控制电路3。
在本实用新型的具体使用过程中，当蓄电池的电压和蓄电池的温度在允许充电的范围内时，三相整流控制电路11控制全波半控整流桥4，对风力发电机组产生的三相交流电进行整流，滤波电容6对整流后纹波较大的直流电平滑滤波，使之转变成纹波较小的直流电压，对蓄电池进行充电(根据蓄电池充电的特点，对全波半控整流桥4进行实时的控制，实现蓄电池浮充管理)。
当蓄电池的电压和蓄电池的温度不在允许充电的范围内时，全波半控整流桥4停止工作，三相短路控制电路12控制三相短路可控电路5，根据蓄电池和负载不同的状态决定对风力发电机组实施完全放开空转或者对风力发电机实施刹车保护；根据蓄电池电压和负载电流，负载通断控制电路13对负载控制MOS管7进行切入切出管理，保护负载设备。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的权利要求保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于风力发电机组的控制直流电源，至少包括功率控制器、采样电路和控制电路；其特征在于：所述功率控制器的输入端与风力发电机组的三相输出端分别连接，所述功率控制器的输出端分别连接至蓄电池或直流负载设备；所述采样电路的输入端与所述蓄电池或所述直流负载设备相连接；所述控制电路的输入端与所述采样电路的信号输出端相连接；所述控制电路的输出端与所述功率控制器的控制端相连接；所述控制电路用于对所述采样电路提供的电压信号进行比较并放大，并根据比较结果确定对所述功率控制器发出相应的动作指令。
2.如权利要求1所述的控制直流电源，其特征在于：所述功率控制器包括：全波半控整流桥、三相短路可控电路、滤波电容、负载控制MOS管；所述风力发电机组的三相输出端与所述全波半控整流桥的输入端相连接，所述全波半控整流桥的输出端并接有所述滤波电容，所述滤波电容与蓄电池相连接或通过所述负载控制MOS管连接直流负载，所述三相短路可控电路与风力发电机组的输入端相连接。
3.如权利要求2所述的控制直流电源，其特征在于：所述控制电路包括：控制全波半控整流电路的三相整流控制电路，控制所述三相短路可控电路的三相短路控制电路，控制所述负载控制MOS管的负载通断控制电路；每组所述控制电路分别包括比较放大子电路、控制输出子电路、显示子电路；所述比较放大子电路的输入端和所述采样电路相连接，所述比较放大子电路的输出端和功率控制输出电路相连接，所述显示子电路和所述比较放大子电路的输出端相连接。
4.如权利要求2所述的控制直流电源，其特征在于：所述全波半控整流桥包括整流二极管及可控硅。
5.如权利要求2所述的控制直流电源，其特征在于：所述全波半控整流桥可以在所述控制电路的控制下，将风力发电机组产生的三相交流电能转化为直流电能为蓄电池充电。
6.如权利要求2所述的控制直流电源，其特征在于：所述三相短路可 控电路可以在所述控制电路的控制下令风机放开空转或者刹车减速。
7.如权利要求1所述的控制直流电源，其特征在于：所述采样电路包括：蓄电池电压采样子电路、负载电流采样子电路、蓄电池温度采样子电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN107612020A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-19 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种风电变桨控制系统 |
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