CN207442509U - 一种新型风能储电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型风能储电装置，包括与小型风机依次连接的整流器、用于直流转直流的转换器和用于直流转交流的逆变器，所述逆变器连接有交流负载，所述转换器与逆变器之间还连接有智能控制器，所述智能控制器连接有蓄电池组和直流负载，所述蓄电池组与转换器的输出端连接。本实用新型在有风的地方，可以利用小型风机与本装置连接，将风能转换为电能，并存储在蓄电池组中，小型直流电子设备需要充电时，将电子设备与本装置中与蓄电池组所在回路的接口连接，智能控制器控制蓄电池组放电，对电子设备进行充电。

Description

一种新型风能储电装置

技术领域

本实用新型涉及风能发电技术领域，具体的说，是一种新型风能储电装置。

背景技术

传统的发电厂通常采用煤燃烧产生的热量进行发电，由于煤炭资源等一些不可再生资源储存量的消耗速度已经大大超过了它们生成的速度，因此，利用可再生资源进行发电，已经成为必然趋势，现在一些水力发电、风能发电，均是利用了可循环利用的水和自然存在的风，经过大型的水力发电厂或者风力发电厂，再进行传输、变压后为人们的日常用电和工业用电提供能源。但是，由于大型发电厂规模大，产生的交流电不能直接用于给日常使用的小型电子设备提供电能，且不能利用风能，并且将产生的电能储存起来，以给日常中的小型电子设备供电，为人们的出行提供方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型风能储电装置，用于解决现有技术中风能发电机不能将电能存储起来给小型电子设备供电直流电源的问题。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案实现：

一种新型风能储电装置，包括与小型风机依次连接的整流器、用于直流转直流的转换器和用于直流转交流的逆变器，所述逆变器连接有交流负载，所述转换器与逆变器之间还连接有智能控制器，所述智能控制器连接有蓄电池组和直流负载，所述蓄电池组与转换器的输出端连接。

工作原理：

本装置的外壳上设置有分别与小型风机、小型直流电子设备连接的接口，将小型风机与本装置连接，小型风机在风力作用下产生的交流电经过整流器转换为直流电，经过转换器，将直流电压进行降低，转换器与逆变器之间连接的智能控制器，作为整个装置的控制中心，用于控制转换器与逆变器的开启与停止，智能控制器连接的蓄电池组，用于控制转换器向蓄电池组的充电过程以及控制蓄电池组向接入的小型电子设备放电的过程。智能控制器的控制芯片采用单片机，型号为MSP430F149。因此，在有风的地方，可以利用小型风机与本装置连接，将风能转换为电能，并存储在蓄电池组中，小型直流电子设备需要充电时，将电子设备与本装置中与蓄电池组所在回路的接口连接，智能控制器控制蓄电池组放电，对电子设备进行充电。

进一步地，所述智能控制器还连接有第一驱动电路和第二驱动电路，所述第一驱动电路与所述转换器连接，所述第二驱动电路与所述逆变器连接。

工作原理：

智能控制器分别通过第一驱动电路控制转换器，通过第二驱动电路控制逆变器，第一驱动电路与第二驱动电路均采用PWM发生电路，PWM发生电路的通断由智能控制器控制，即由智能控制器分别控制转换器和逆变器的启/停。

进一步地，所述智能控制器与转换器之间还连接有用于检测转换器输出功率的功率检测电路，所述功率检测电路包括转换器输出电压测量电路，所述转换器输出电压测量电路的输入端与转换器的输出端连接，转换器输出电压测量电路的输出端与智能控制器连接，检测电路还包括转换器输出电流测量电路，所述转换器输出电流测量电路包括与转换器输出端连接的采样电阻R，所述采样电阻R的两端分别与智能控制器的输入引脚连接。

工作原理：

功率检测电路中的电压测量电路的输入端与转换器的输出端连接，用于检测转换器输出端的电压信号，电压测量电路的输出端与智能控制器的输入引脚连接，用于将检测的电压信号输入智能控制器，功率检测电路中的电流测量电路包括与转换器输出端连接的采样电阻R，采样电阻R的两端分别连接智能控制器的两个输入引脚，智能控制器根据这两个引脚的输入电压的差值以及采用电阻的阻值，计算出转换器的输出电流。再由测量的电压信号与输出电流进行乘法计算，得到转换器的输出功率。当计算得出的输出功率过高时，得出此时风速较大，智能控制器驱动与输出引脚连接的发光二极管，发出警报，提示用户暂时关闭小型风机或者调整小型风机的方向，以避免输出功率过高，烧坏装置内的器件。

进一步地，所述智能控制器还连接有用于检测小型风机电流和转速的检测电路，所述检测电路与小型风机连接。

工作原理：

智能控制连接的检测电路，检测小型风机的电流和转速，当电流或者转速超过小型风机的额定值时，智能控制器驱动与输出引脚连接的发光二极管，发出警报，提示用户及时关闭或者调整小型风机的方向，避免小型风机转速过快，工作电流过大，对小型风机造成损坏。

进一步地，所述智能控制器与蓄电池组之间还连接有充放电保护电路，所述充放电保护电路包括过充控制单元、过放控制单元、状态显示单元和报警单元。

工作原理：

充放电保护电路用于检测转换器对蓄电池组的充电过程中以及蓄电池组对电子设备的放电过程中蓄电池组的状态，过充控制单元检测到蓄电池组的电压接近充满时，向智能控制器发送信号，智能控制器向转换器发出控制信号，并驱动报警单元发出过充报警，转换器停止向蓄电池组继续充电；当过放控制单元检测到蓄电池组放电后的电压接近于最低值时，向智能控制器发送信号，由智能控制器驱动报警单元发出过放报警，并驱动转换器向蓄电池继续充电。

进一步地，所述智能控制器与所述逆变器之间连接有逆变器控制电路。

工作原理：

由智能控制器通过逆变器控制电路控制逆变器的开启/关闭，逆变器控制器电路包括与智能控制器输出引脚连接的开关K，开关K的另一端连接三极管Q的基极，三极管Q的集电极通过电阻R2连接+5V电压，并连接电磁继电器K1的一个常闭触点，另一个常闭触点接地，三极管Q的发射极接地。电磁继电器K1的常开触点位于逆变器与交流负载所在的串联回路中。连接交流负载的时候，手动闭合开关K，智能控制器输出的高电平驱动电磁继电器闭合，逆变器与交流负载所在回路形成通路，用于向交流负载提供工作电压。

进一步地，所述整流器与小型风机之间还连接有卸荷电路。

工作原理：

当小型风机的输出功率过大，可以通过卸荷电路进行对小型风机进行保护，卸荷电路主要由卸荷阀构成。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型在有风的地方，可以利用小型风机与本装置连接，将风能转换为电能，并存储在蓄电池组中，小型直流电子设备需要充电时，将电子设备与本装置中与蓄电池组所在回路的接口连接，智能控制器控制蓄电池组放电，对电子设备进行充电。

（2）智能控制器根据转换器的输出功率检测以及小型风机的电流和转速检测驱动报警显示，提示用户避免功率过大烧坏元器件以及小型风机。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1所示，一种新型风能储电装置，包括与小型风机依次连接的整流器、用于直流转直流的转换器和用于直流转交流的逆变器，所述逆变器连接有交流负载，所述转换器与逆变器之间还连接有智能控制器，所述智能控制器连接有蓄电池组和直流负载，所述蓄电池组与转换器的输出端连接。

工作原理：

本装置的外壳上设置有分别与小型风机、小型直流电子设备连接的接口，将小型风机与本装置连接，小型风机在风力作用下产生的交流电经过整流器转换为直流电，经过转换器，将直流电压进行降低，转换器与逆变器之间连接的智能控制器，作为整个装置的控制中心，用于控制转换器与逆变器的开启与停止，智能控制器连接的蓄电池组，用于控制转换器向蓄电池组的充电过程以及控制蓄电池组向接入的小型电子设备放电的过程。智能控制器的控制芯片采用单片机，型号为MSP430F149。因此，在有风的地方，可以利用小型风机与本装置连接，将风能转换为电能，并存储在蓄电池组中，小型直流电子设备需要充电时，将电子设备与本装置中与蓄电池组所在回路的接口连接，智能控制器控制蓄电池组放电，对电子设备进行充电。

实施例2：

在实施例1的基础上，结合附图1所示，所述智能控制器还连接有第一驱动电路和第二驱动电路，所述第一驱动电路与所述转换器连接，所述第二驱动电路与所述逆变器连接。

工作原理：

智能控制器分别通过第一驱动电路控制转换器，通过第二驱动电路控制逆变器，第一驱动电路与第二驱动电路均采用PWM发生电路，PWM发生电路的通断由智能控制器控制，即由智能控制器分别控制转换器和逆变器的启/停。

实施例3：

在实施例2的基础上，结合附图1所示，所述智能控制器与转换器之间还连接有用于检测转换器输出功率的功率检测电路，所述功率检测电路包括转换器输出电压测量电路，所述转换器输出电压测量电路的输入端与转换器的输出端连接，转换器输出电压测量电路的输出端与智能控制器连接，检测电路还包括转换器输出电流测量电路，所述转换器输出电流测量电路包括与转换器输出端连接的采样电阻R，所述采样电阻R的两端分别与智能控制器的输入引脚连接。

工作原理：

功率检测电路中的电压测量电路的输入端与转换器的输出端连接，用于检测转换器输出端的电压信号，电压测量电路的输出端与智能控制器的输入引脚连接，用于将检测的电压信号输入智能控制器，功率检测电路中的电流测量电路包括与转换器输出端连接的采样电阻R，采样电阻R的两端分别连接智能控制器的两个输入引脚，智能控制器根据这两个引脚的输入电压的差值以及采用电阻的阻值，计算出转换器的输出电流。再由测量的电压信号与输出电流进行乘法计算，得到转换器的输出功率。当计算得出的输出功率过高时，得出此时风速较大，智能控制器驱动与输出引脚连接的发光二极管，发出警报，提示用户暂时关闭小型风机或者调整小型风机的方向，以避免输出功率过高，烧坏装置内的器件。

实施例4：

在实施例3的基础上，结合附图1所示，所述智能控制器还连接有用于检测小型风机电流和转速的检测电路，所述检测电路与小型风机连接。

工作原理：

智能控制连接的检测电路，检测小型风机的电流和转速，当电流或者转速超过小型风机的额定值时，智能控制器驱动与输出引脚连接的发光二极管，发出警报，提示用户及时关闭或者调整小型风机的方向，避免小型风机转速过快，工作电流过大，对小型风机造成损坏。

进一步地，所述智能控制器与蓄电池组之间还连接有充放电保护电路，所述充放电保护电路包括过充控制单元、过放控制单元、状态显示单元和报警单元。

工作原理：

充放电保护电路用于检测转换器对蓄电池组的充电过程中以及蓄电池组对电子设备的放电过程中蓄电池组的状态，过充控制单元检测到蓄电池组的电压接近充满时，向智能控制器发送信号，智能控制器向转换器发出控制信号，并驱动报警单元发出过充报警，转换器停止向蓄电池组继续充电；当过放控制单元检测到蓄电池组放电后的电压接近于最低值时，向智能控制器发送信号，由智能控制器驱动报警单元发出过放报警，并驱动转换器向蓄电池继续充电。

实施例5：

在实施例4的基础上，结合附图1所示，所述智能控制器与所述逆变器之间连接有逆变器控制电路。

工作原理：

由智能控制器通过逆变器控制电路控制逆变器的开启/关闭，逆变器控制器电路包括与智能控制器输出引脚连接的开关K，开关K的另一端连接三极管Q的基极，三极管Q的集电极通过电阻R2连接+5V电压，并连接电磁继电器K1的一个常闭触点，另一个常闭触点接地，三极管Q的发射极接地。电磁继电器K1的常开触点位于逆变器与交流负载所在的串联回路中。连接交流负载的时候，手动闭合开关K，智能控制器输出的高电平驱动电磁继电器闭合，逆变器与交流负载所在回路形成通路，用于向交流负载提供工作电压。

进一步地，所述整流器与小型风机之间还连接有卸荷电路。

工作原理：

当小型风机的输出功率过大，可以通过卸荷电路进行对小型风机进行保护，卸荷电路主要由卸荷阀构成。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型风能储电装置，包括与小型风机依次连接的整流器、用于直流转直流的转换器和用于直流转交流的逆变器，所述逆变器连接有交流负载，其特征在于，所述转换器与逆变器之间还连接有智能控制器，所述智能控制器连接有蓄电池组和直流负载，所述蓄电池组与转换器的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型风能储电装置，其特征在于，所述智能控制器还连接有第一驱动电路和第二驱动电路，所述第一驱动电路与所述转换器连接，所述第二驱动电路与所述逆变器连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型风能储电装置，其特征在于，所述智能控制器与转换器之间还连接有用于检测转换器输出功率的功率检测电路，所述功率检测电路包括转换器输出电压测量电路，所述转换器输出电压测量电路的输入端与转换器的输出端连接，转换器输出电压测量电路的输出端与智能控制器连接，检测电路还包括转换器输出电流测量电路，所述转换器输出电流测量电路包括与转换器输出端连接的采样电阻R，所述采样电阻R的两端分别与智能控制器的输入引脚连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型风能储电装置，其特征在于，所述智能控制器还连接有用于检测小型风机电流和转速的检测电路，所述检测电路与小型风机连接。

5.根据权利要求4所述的一种新型风能储电装置，其特征在于，所述智能控制器与蓄电池组之间还连接有充放电保护电路，所述充放电保护电路包括过充控制单元、过放控制单元、状态显示单元和报警单元。

6.根据权利要求5所述的一种新型风能储电装置，其特征在于，所述智能控制器与所述逆变器之间连接有逆变器控制电路。

7.根据权利要求6所述的一种新型风能储电装置，其特征在于，所述整流器与小型风机之间还连接有卸荷电路。