CN217720802U - 一种具有压频转换装置的风力发电机设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有压频转换装置的风力发电机设备，包括风力发电机充电机构、蓄电池、稳压电路模块、压频转换装置，所述风力发电机充电机构包括风力发电机和整流桥，所述风力发电机用于产生三相交流电经整流桥整流为直流电输出至蓄电池和压频转换装置，所述稳压电路模块的输入端与蓄电池连接，所述稳压电路模块的电源输出端与压频转换装置连接用于为压频转换装置供电，压频转换装置用于把整流桥输出的直流电转换为频率信号输出，当风力发电机转得越快，整流的电压越高，转换得到频率越大；当风力发电机转得越慢，得到的频率越小，由于这样得到的频率非常稳定，通过得到稳定的频率数据，从而方便后续通过稳定的频率数据得到准确的转速数据。

Description

一种具有压频转换装置的风力发电机设备

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，特别涉及一种具有压频转换装置的风力发电机设备。

背景技术

风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒三公尺的微风速度，便可以开始发电。

风力发电过程是能量转换的过程，叶轮是风力发电机吸收风能的关键部件，它直接决定风力发电机的重要性能指标：风能利用系数。而叶轮的关键是叶片，叶片的形状及其气动性能的好坏直接影响到风力发电机转换风能的效率，通过叶片对风能的利用从而转化成机械能，进而转换成电能,因此为保证叶片在瞬时变化的风速下依然能够达到稳定的运行，不出现由于输出的功率过大而导致的事故发生，就一定要在叶片进行功率的输出时做出相应的控制，而对叶片输出功率的控制一般为控制风机的转速。

目前市场上风机转速检测多为直接检测或者通过霍尔开关检测，直接检测转速状态不稳定，容易出现大幅度波动，造成数据失真，得到错误的结果。而霍尔开关检测是在风机上装霍尔开关，拉线到控制室，这样会增加成本，同时霍尔开关与风机间隙很小，如果灰尘多会直接影响霍尔开关的效果，得到错误的结果。

实用新型内容

本发明提出一种具有压频转换装置的风力发电机设备，至少解决现有技术中存在着转速检测不稳定，数据失真等问题，本实用新型通过得到稳定的频率数据，从而方便后续通过稳定的频率数据得到准确的转速数据。

为实现本实用新型的目的，采用以下技术方案：

一种具有压频转换装置的风力发电机设备，所述风力发电机设备包括风力发电机充电机构、蓄电池、稳压电路模块、压频转换装置，所述风力发电机充电机构包括风力发电机和整流桥，所述风力发电机用于产生三相交流电经整流桥整流为直流电输出至蓄电池和压频转换装置，所述稳压电路模块的输入端与蓄电池连接，所述稳压电路模块的电源输出端与压频转换装置连接用于为压频转换装置供电，所述压频转换装置用于把整流桥输出的直流电电压转换为频率信号输出。

进一步的改进在于，所述压频转换装置包括压频转换芯片、电位器，所述压频转换芯片的第1脚与压频转换芯片的第6脚、第七电阻的一端、第七电容的一端连接，所述第七电阻的另一端和第七电容的另一端均与第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端接地，所述压频转换芯片的第2脚与第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与电位器的第1脚、第2脚连接，所述电位器的第3脚接地，所述压频转换芯片的第3脚作为频率信号输出端并与第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与稳压电路模块的电源输出端连接，所述压频转换芯片的第4脚接地，所述压频转换芯片的第5脚与第三电阻的一端、第四电容的一端连接，所述第三电阻的另一端与稳压电路模块的电源输出端连接，所述第四电容的另一端接地，所述压频转换芯片的第7脚与第二电阻的一端、第六电容的一端连接，所述第二电阻的另一端与第九电阻的一端、第十电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端与整流桥输出的直流电正极连接，所述第十电阻的另一端与整流桥输出的直流电负极连接，所述第六电容的另一端接地，所述压频转换芯片的第8脚与稳压电路模块的电源输出端、第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端接地。

进一步的改进在于，所述稳压电路模块包括三端稳压器、二极管，所述二极管的正极与蓄电池的正极连接，所述二极管的负极与第一电容的一端、三端稳压器第1脚连接，所述第一电容的另一端接地，所述三端稳压器第2脚接地，所述三端稳压器第3脚与第二电容的一端、第三电容的一端、电源输出端、第一电阻的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述第三电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端连接发光二极管的一端，所述发光二极管的另一端接地。

进一步的改进在于，所述压频转换装置还包括三极管，所述压频转换芯片的第3脚与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与三极管的基极连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极用于接外部驱动。

进一步的改进在于，所述风力发电机设备还包括频率显示设备，所述压频转换装置把整流桥输出的直流电转换为频率信号输出至频率显示设备。

进一步的改进在于，所述频率显示设备包括单片机和数码管。

进一步的改进在于，所述压频转换芯片的型号为LM331M/TR。

进一步的改进在于，所述三端稳压器的型号为78M12。

本实用新型的有益效果：

当风力发电机转得越快，整流的电压越高，转换得到频率越大；当风力发电机转得越慢，得到的频率越小，由于这样得到的频率非常稳定，通过得到稳定的频率数据，从而方便后续通过稳定的频率数据得到准确的转速数据，可以通过得到准确的转速数据从而对风力发电机做一些必要的控制，增加了风力发电机系统的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一种具有压频转换装置的风力发电机设备的部分电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此附图仅显示与本实用新型有关的构成。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“安装在”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“与”、“和”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考附图1，本实用新型实施例提出一种具有压频转换装置的风力发电机设备，所述风力发电机设备包括风力发电机充电机构、蓄电池、稳压电路模块、压频转换装置，所述风力发电机充电机构包括风力发电机和整流桥，所述风力发电机用于产生三相交流电经整流桥整流为直流电输出至蓄电池和压频转换装置，所述稳压电路模块的输入端与蓄电池的正极输出端(图1中J1的第4脚)连接，蓄电池的负极(图1中J1的第3脚)接地,所述稳压电路模块的电源输出端VCC与压频转换装置连接用于为压频转换装置供电，所述压频转换装置用于把整流桥输出的直流电转换为频率信号输出。

具体地，在本实施例中，所述压频转换装置包括压频转换芯片U2、电位器RP2，所述压频转换芯片U2的型号为LM331M/TR，所述压频转换芯片U2的第1脚与压频转换芯片U2的第6脚、第七电阻R7的一端、第七电容C7的一端连接，所述第七电阻R7的另一端和第七电容C7的另一端均与第八电阻R8的一端连接，所述第八电阻R8的另一端接地，所述压频转换芯片U2的第2脚与第六电阻R6的一端连接，所述第六电阻R6的另一端与电位器RP2的第1脚、第2脚连接，所述电位器RP2的第3脚接地，所述压频转换芯片U2的第3脚作为频率信号输出端并与第五电阻R5的一端连接，所述第五电阻R5的另一端与稳压电路模块的电源输出端VCC连接，所述压频转换芯片U2的第4脚接地，所述压频转换芯片U2的第5脚与第三电阻R3的一端、第四电容C4的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与稳压电路模块的电源输出端VCC连接，所述第四电容C4的另一端接地，所述压频转换芯片U2的第7脚与第二电阻R2的一端、第六电容C6的一端连接，所述第二电阻R2的另一端与第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端连接，所述第九电阻R9的另一端与整流桥输出的直流电正极(图1中J1的第2脚)连接，所述第十电阻R10的另一端与整流桥输出的直流电负极(图1中J1的第1脚)连接，所述第六电容C6的另一端接地，所述压频转换芯片U2的第8脚与稳压电路模块的电源输出端、第五电容C5的一端连接，所述第五电容C5的另一端接地。

所述稳压电路模块的电源输出端VCC用于输出稳定的12V电压，所述稳压电路模块包括三端稳压器U1、二极管D2，所述二极管D2的正极与蓄电池的正极输出端(图1中J1的第4脚)连接，所述三端稳压器U1的型号为78M12，所述二极管D2的负极与第一电容C1的一端、三端稳压器U1第1脚连接，所述第一电容C1的另一端接地，所述三端稳压器U1第2脚接地，所述三端稳压器U1第3脚与第二电容C2的一端、第三电容C3的一端、电源输出端VCC、第一电阻R1的一端连接，所述第二电容C2的另一端接地，所述第三电容C3的另一端接地，所述第一电阻R1的另一端连接发光二极管LED1的一端，所述发光二极管LED1的另一端接地。

其中，第一电容C1、第二电容C2为电解电容，第三电容C3、第四电容C4，第五电容C5、第六电容C6，第七电容C7为瓷片电容。

在本实用新型的其它一些实施例中，所述压频转换装置还可以包括NPN型三极管Q1，所述压频转换芯片U2的第3脚与第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R3的另一端与三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极输出端OC用于接外部驱动，例如，可以连接风力发电机设备的刹车控制端，用于控制风机刹车。

在本实用新型的其它一些实施例中，所述风力发电机设备还可以包括频率显示设备(图中未示出)，所述压频转换装置把整流桥输出的直流电转换为频率信号输出至频率显示设备的输入端(图1中J2的第2脚)进行显示。具体地，所述频率显示设备可以包括单片机和数码管，单片机读取频率信号并通过数码管显示出来。另外，单片机也可以用于直接把频率信号数据通过计算转化成转速数据。

在本实施例中，所述蓄电池为两个12V电池串联成24V一组，并由单组或多组并联组成。

本实施例的工作原理：正常工作时，风力发电机正常旋转产生交流电，经整流桥整流后得到直流电，这个直流电压经所述压频转换装置转换得到对应的频率，根据公式：频率f＝nP/60，其中n代表转速，P代表电机的磁极数，而电机的磁极数是已知的，因此根据本实用新型中压频转换装置转换所得到的频率即可轻松得到风力发电机转速。

当风力发电机转得越快，整流的电压越高，转换得到频率越大；当风力发电机转得越慢，得到的频率越小，由于这样得到的频率非常稳定，通过得到稳定的频率数据，从而方便后续通过稳定的频率数据得到准确的转速数据，可以通过得到准确的转速数据从而对风力发电机做一些必要的控制，增加了风力发电机系统的稳定性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有压频转换装置的风力发电机设备，其特征在于，所述风力发电机设备包括风力发电机充电机构、蓄电池、稳压电路模块、压频转换装置，所述风力发电机充电机构包括风力发电机和整流桥，所述风力发电机用于产生三相交流电经整流桥整流为直流电输出至蓄电池和压频转换装置，所述稳压电路模块的输入端与蓄电池连接，所述稳压电路模块的电源输出端与压频转换装置连接用于为压频转换装置供电，所述压频转换装置用于把整流桥输出的直流电转换为频率信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种具有压频转换装置的风力发电机设备，其特征在于，所述压频转换装置包括压频转换芯片、电位器，所述压频转换芯片的第1脚与压频转换芯片的第6脚、第七电阻的一端、第七电容的一端连接，所述第七电阻的另一端和第七电容的另一端均与第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端接地，所述压频转换芯片的第2脚与第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与电位器的第1脚、第2脚连接，所述电位器的第3脚接地，所述压频转换芯片的第3脚作为频率信号输出端并与第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与稳压电路模块的电源输出端连接，所述压频转换芯片的第4脚接地，所述压频转换芯片的第5脚与第三电阻的一端、第四电容的一端连接，所述第三电阻的另一端与稳压电路模块的电源输出端连接，所述第四电容的另一端接地，所述压频转换芯片的第7脚与第二电阻的一端、第六电容的一端连接，所述第二电阻的另一端与第九电阻的一端、第十电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端与整流桥输出的直流电正极连接，所述第十电阻的另一端与整流桥输出的直流电负极连接，所述第六电容的另一端接地，所述压频转换芯片的第8脚与稳压电路模块的电源输出端、第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种具有压频转换装置的风力发电机设备，其特征在于，所述稳压电路模块包括三端稳压器、二极管，所述二极管的正极与蓄电池的正极连接，所述二极管的负极与第一电容的一端、三端稳压器第1脚连接，所述第一电容的另一端接地，所述三端稳压器第2脚接地，所述三端稳压器第3脚与第二电容的一端、第三电容的一端、电源输出端、第一电阻的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述第三电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端连接发光二极管的一端，所述发光二极管的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的一种具有压频转换装置的风力发电机设备，其特征在于，所述压频转换装置还包括三极管，所述压频转换芯片的第3脚与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与三极管的基极连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极用于接外部驱动。

5.根据权利要求1所述的一种具有压频转换装置的风力发电机设备，其特征在于，所述风力发电机设备还包括频率显示设备，所述压频转换装置把整流桥输出的直流电转换为频率信号输出至频率显示设备。

6.根据权利要求5所述的一种具有压频转换装置的风力发电机设备，其特征在于，所述频率显示设备包括单片机和数码管。

7.根据权利要求2所述的一种具有压频转换装置的风力发电机设备，其特征在于，所述压频转换芯片的型号为LM331M/TR。

8.根据权利要求3所述的一种具有压频转换装置的风力发电机设备，其特征在于，所述三端稳压器的型号为78M12。

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