CN206742939U - 带开路保护功能的小型风力发电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带开路保护功能的小型风力发电机控制器，属于风力发电技术领域，解决了传统风力发电机控制器电路设计不合理，无蓄电池开路保护功能，风力发电机易损坏的问题。主要包括整流滤波电路模块、充电电路模块、电压取样电路模块、稳压电路模块、主控芯片模块、刹车控制电路模块、蓄电池开路保护模块以及显示电路模块。本实用新型电路设计巧妙，利用电磁制动原理对蓄电池开路进行保护，确保蓄电池开路情况下，设备不受任何影响，有效保证了产品的使用寿命；本实用新型产品性能安全可靠，改进成本很低，实现容易，实用价值高，可广泛应用于风力发电技术领域。

Description

带开路保护功能的小型风力发电机控制器

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，具体地说，尤其涉及一种带开路保护功能的小型风力发电机控制器。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。风力发电机一般有风轮、发电机、调向器、搭架、限速安全机构、控制器以及储能装置等构件组成。风力发电机控制器一般由蓄电池经稳压电路为主控电路提供工作电源，同时主控电路检测蓄电池的电压，根据检测到的蓄电池电压向刹车控制电路发出执行命令。主控电路若检测到蓄电池电压超过设定电压时，主控电路会经刹车控制电路制动风力发电机，若检测到的蓄电池电压低于设定电压时，刹车控制电路又会使风力发电机恢复充电状态。然而上述都是基于蓄电池与控制电路连接正常的情况下，很多时候蓄电池是很容易出现开路情况的，传统风力发电机控制电路没有蓄电池开路保护功能，一旦发生蓄电池开路现象，主控制电路就会失去工作电压，也就无法为刹车控制电路提供控制信号，这时电路处于不稳定的频繁刹车状态，这种情况下风力发电机很容易损坏。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种带开路保护功能的小型风力发电机控制器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种带开路保护功能的小型风力发电机控制器，包括整流滤波电路模块、充电电路模块、电压取样电路模块、稳压电路模块、主控芯片模块、刹车控制电路模块、蓄电池开路保护模块以及显示电路模块；

所述整流滤波电路模块的输入端与风力发电机输出端电信号相连，用于将风力发电机输出的三相交流电压整流成波形平直的直流电，所述整流滤波电路模块的输出端经所述充电电路模块向蓄电池充电，所述蓄电池一方面经电压取样电路模块向所述主控芯片模块提供取样电压，另一方面经稳压电路模块向所述主控芯片模块提供电源；此外，蓄电池还与所述蓄电池开关保护模块电连接；所述主控芯片模块的输出端经所述刹车控制电路模块与所述风力发电机电连接；所述显示电路模块与所述主控芯片模块电信号电连接；

所述风力发电机的输出端还与所述蓄电池开路保护模块电信号连接，所述蓄电池开路保护模块用于保护所述风力发电机处于稳定制动状态。

优选地，所述蓄电池开路保护模块包括双刀双掷型直流继电器K1，所述直流继电器K1的常闭触头1、3分别与三相交流电的a、b两相电连接，其公共触点5、6均与三相交流电的c相电连接，所述直流继电器K1的线圈一端与所述蓄电池正极端电连接，另一端则接地。利用电磁制动原理实现蓄电池开路保护，电路设计结构简单易理解，所用元器件也是市面常见元件，改进成本低，易于实现。

优选地，所述直流继电器K1的线圈的两端并联设有二极管D7。并联电路二极管的主要目的用于保护电路其它元件，以防击穿。

优选地，所述主控芯片模块所采用的主控芯片型号为PIC16F1936单片机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型电路设计巧妙，利用电磁制动原理对蓄电池开路进行保护，确保蓄电池开路情况下，设备不受任何影响，有效保证了产品的使用寿命；本实用新型产品性能安全可靠，改进成本很低，在普通风力发电机控制器基础上增加蓄电池开路保护电路模块，改进模块部分所用元器件均为市面常见价格低廉元器件，实现容易，实用价值高，可广泛应用于风力发电技术领域。

附图说明

图1是本实用新型系统框图；

图2是本实用新型电路原理图；

图3是本实用新型蓄电池开路保护模块电路原理图。

图中：1.整流滤波电路模块；2.充电电路模块；3.电压取样电路模块；4.稳压电路模块；5.主控芯片模块；6.刹车控制电路模块；7.蓄电池开路保护模块；8.显示电路模块；9.风力发电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

一种带开路保护功能的小型风力发电机控制器，包括整流滤波电路模块1、充电电路模块2、电压取样电路模块3、稳压电路模块4、主控芯片模块5、刹车控制电路模块6、蓄电池开路保护模块7以及显示电路模块8；

所述整流滤波电路模块1的输入端与风力发电机9输出端电信号相连，用于将风力发电机9输出的三相交流电压整流成波形平直的直流电，所述整流滤波电路模块1的输出端经所述充电电路模块2向蓄电池10充电，所述蓄电池10一方面经电压取样电路模块3向所述主控芯片模块5提供取样电压，另一方面经稳压电路模块4向所述主控芯片模块5提供电源；此外，蓄电池10还与所述蓄电池开关保护模块7电连接；所述主控芯片模块5的输出端经所述刹车控制电路模块6与所述风力发电机9电连接；所述显示电路模块8与所述主控芯片模块5电信号电连接；

所述风力发电机9的输出端还与所述蓄电池开路保护模块7电信号连接，所述蓄电池开路保护模块7用于保护所述风力发电机9处于稳定制动状态。

优选地，所述蓄电池开路保护模块7包括双刀双掷型直流继电器K1，所述直流继电器K1的常闭触头1、3分别与三相交流电的a、b两相电连接，其公共触点5、6均与三相交流电的c相电连接，所述直流继电器K1的线圈一端与所述蓄电池10正极端电连接，另一端则接地。

优选地，所述直流继电器K1的线圈的两端并联设有二极管D7。

优选地，所述主控芯片模块5所采用的主控芯片型号为PIC16F1936单片机。

本实用新型包括整流滤波电路模块1、充电电路模块2、电压取样电路模块3、稳压电路模块4、主控芯片模块5、刹车控制电路模块6、蓄电池开路保护模块7以及显示电路模块8。整流滤波电路模块1的输入端与风力发电机9输出端电信号相连，整流滤波电路模块1的输出端经所述充电电路模块2向蓄电池10充电，蓄电池10一方面经电压取样电路模块3向所述主控芯片模块5提供取样电压，另一方面经稳压电路模块4向所述主控芯片模块5提供电源；此外，蓄电池10还与所述蓄电池开关保护模块7电连接；所述主控芯片模块5的输出端经所述刹车控制电路模块6与所述风力发电机9电连接；所述显示电路模块8与所述主控芯片模块5电信号电连接。风力发电机9的输出端还与所述蓄电池开路保护模块7电信号连接，所述蓄电池开路保护模块7用于保护所述风力发电机9处于稳定制动状态。

风力发电机9发出的a、b、c三相交流电经整流滤波电路模块1整流成波形平直的直流电，随后经充电电路模块2对蓄电池10充电；电压取样电路模块3将蓄电池10的电压取样值输出至主控芯片模块5，主控芯片5根据蓄电池10电压值大小经刹车控制电路模块6控制风力发电机9动作；即采样的电压值高于设定电压值时，主控芯片模块5控制刹车控制电路模块6制动风力发电机9；当采样的电压值低于设定电压值时，主控芯片模块5又会经刹车控制电路模块6使风力发电机9恢复充电状态。这是正常工作情况下，当遇到蓄电池10发生开路意外状况时，由蓄电池开路保护模块7制动风力发电机9，以确保其处于稳定的制动状态。本实用新型电路原理图如说明书附图图2所示，其包括二极管D1～D7、触发管Q1～Q3、电阻R1～R14、电容C1～C6、稳压芯片U27550、可控精密稳压源U3TL431、三极管Q4、接口J1、LED灯LED1～LED3、继电器K1以及单片机PIC16F1936等元器件。其中整流滤波电路模块1、充电电路模块2、电压取样电路模块3、稳压电路模块4、主控芯片模块5、刹车控制电路模块6、显示电路模块8均为现有设计，关于其电路原理是本领域技术人员所熟悉的，故在此不一一赘述。

结合说明书附图图2、图3所示，蓄电池开路保护模块7包括双刀双掷型直流继电器K1，所述直流继电器K1的常闭触头1、3分别与三相交流电的a、b两相电连接，其公共触点5、6均与三相交流电的c相电连接，所述直流继电器K1的线圈一端与所述蓄电池10正极端电连接，另一端则接地。其中直流继电器K1的线圈的两端并联设有二极管D7。当控制器正常工作时，即主控芯片模块5与蓄电池10正常连接情况下，继电器K1线圈在得电情况下，开关分别打到常开触头2、常开触头4上，也就是说继电器K1的触头2与触头5电连接，触头4与触头6电连接，由于触头2、触头4均处于悬空状态，所以此时蓄电池开路保护模块7对整个电路不产生影响。但蓄电池10开路时，继电器K1的线圈断电，开关分别打到触头1和触头3上，即继电器K1的触头1与触头5电连接，触头3与触头6电连接，直流继电器K1的常闭触头1、3分别与三相交流电的a、b两相电连接，其公共触点5、6均与三相交流电的c相电连接，所以此时风力发电机9的三相输出是短接的，风力发电机制动停机，达到了对风力发电机9保护的作用。本实用新型电路设计巧妙，利用电磁制动原理对蓄电池开路进行保护，确保蓄电池开路情况下，设备不受任何影响，有效保证了产品的使用寿命；本实用新型产品性能安全可靠，改进成本很低，在普通风力发电机控制器基础上增加蓄电池开路保护电路模块，改进模块部分所用元器件均为市面常见价格低廉元器件，实现容易，实用价值高，可广泛应用于风力发电技术领域。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种带开路保护功能的小型风力发电机控制器，其特征在于：包括整流滤波电路模块、充电电路模块、电压取样电路模块、稳压电路模块、主控芯片模块、刹车控制电路模块、蓄电池开路保护模块以及显示电路模块；

所述整流滤波电路模块的输入端与风力发电机输出端电信号相连，用于将风力发电机输出的三相交流电压整流成波形平直的直流电，所述整流滤波电路模块的输出端经所述充电电路模块向蓄电池充电，所述蓄电池一方面经电压取样电路模块向所述主控芯片模块提供取样电压，另一方面经稳压电路模块向所述主控芯片模块提供电源；此外，蓄电池还与所述蓄电池开关保护模块电连接；所述主控芯片模块的输出端经所述刹车控制电路模块与所述风力发电机电连接；所述显示电路模块与所述主控芯片模块电信号电连接；

所述风力发电机的输出端还与所述蓄电池开路保护模块电信号连接，所述蓄电池开路保护模块用于保护所述风力发电机处于稳定制动状态。

2.根据权利要求1所述的带开路保护功能的小型风力发电机控制器，其特征在于：所述蓄电池开路保护模块包括双刀双掷型直流继电器K1，所述直流继电器K1的常闭触头1、3分别与三相交流电的a、b两相电连接，其公共触点5、6均与三相交流电的c相电连接，所述直流继电器K1的线圈一端与所述蓄电池正极端电连接，另一端则接地。

3.根据权利要求2所述的带开路保护功能的小型风力发电机控制器，其特征在于：所述直流继电器K1的线圈的两端并联设有二极管D7。

4.根据权利要求1所述的一种带开路保护功能的小型风力发电机控制器，其特征在于：所述主控芯片模块所采用的主控芯片型号为PIC16F1936单片机。