三相風力發電機的控制電路設計論文
【摘要】針對傳統的三相風力發電系統輸出直流電壓不穩定的問題,以小型三項風力發電機爲對象,設計開發了一種通過控制轉速的可調穩定輸出電壓或功率的電路,通過對該設計電路的測試,結果表明控制電路穩定可靠。
【關鍵詞】風力發電機;控制電路
0引言
近年來,隨着各國對清潔可再生能源的重視,風力發電在全球範圍內迅猛增長,且日益增長的物質需求對風力發電的要求越來越高,電壓輸出的穩定性,往往是人們關注的一個焦點。傳統的三相風力發電系統經橋式整流電路,輸出直流電壓不穩定,若給便攜式設備充電,則會造成設備電池的損壞,嚴重影響電池的使用壽命。爲了解決上述問題,設計了一種可調穩定輸出電壓的風力發電電路。針對傳統的三相風力發電系統輸出直流電壓不穩定的問題,設計開發了一種通過控制轉速達到穩定電壓輸出的電路
1風力發電機控制電路
風力發電機是根據電磁感應定律將風能轉化爲電能的裝置,輸出的電能爲交流電,而鋰電池充電需要直流電,這就要通過整流電路將交流電轉化爲直流電,同時爲了保護鋰電池不被損壞並延長其風力發電機是根據電磁感應定律將風能轉化爲電能的裝置,電能主要是交流電,而鋰電池充電需要直流電,因此首先需要將交流電轉化爲直流電。又由於鋰電池充電需要匹配穩定的電壓和電流來保護鋰電池不被損壞,並延長其使用壽命,所以要通過控制發電機的轉速以固定的電壓和電流值輸出。
2風力發電機的電路原理設計控制電路的原理
D3-D8是整流二極管組成全橋整流電路,實現交直流轉化,風力發電機輸出三相交流電,在三相交流電的正半周D3,D4,D5(導通,D6,D7,D8截止,在後端網絡上得到一半波形整流電壓,在三相交流電的負半周,D3、D4、D5截止,D6,D7,D8導通,在後端網絡上得到另一半波形整流電壓,這樣就得到一個與全波整流相同的電壓波形。D2IN4742是穩壓管,保護NE555正常供電,此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上,反向電阻降低到一個很小的數值,在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定。D2.D10是防止電流回流提高電路可靠性,如果風力過小,導致電流回流,燒燬電路,造成不安全的隱患,VR1調節設置輸出電壓,可滿足多種電壓的調節,適用於多種設備的充電。當風力發電機輸出經整流後電壓小於設置電壓時Q2截止Q3導通,NE555輸出低電平,使得Q1截止可以將風力發電機交流電經整形爲直流,在經過DC/DC輸入到鋰電池;當風力發電機輸出整流後電壓大於設定電壓此時Q2會導通,而Q3截止使得NE555輸出方波,控制Q1的導通和關斷,形成短路達到風力發電機降速旋轉來實現過壓保護功能,從而降低風力發電機的轉速,保護鋰電池,增加其使用壽命。本電路設置輸出電壓爲18V輸出。NE555爲8腳時基集成電路,它的`操作電源範圍極大,可圖1風力發電機工作過程壽命,通過控制電路以輸出穩定的電壓和電流值,進而實現匹配給鋰電池穩定的電壓和電流。與TTL,CMOS等邏輯電路配合,也就是它的輸出電平及輸入觸發電平,均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配,且計時精確度高、溫度穩定度佳,價格便宜。
3數據分析
我們以風信子P-300爲研究對象,控制電路設置輸出電壓爲18V,當風速從3M/s到18M/s時.當風速爲3M/s時發電機開始轉動,在12.5M/s的時候達到額定功率300W,具體功率曲線如圖4所示;再將風力發電機接入圖2所示的風力發電機控制電路中,設置輸出功率爲30W,當風速從3M/s到18M/s時
4結論
與傳統的三相風力發電機相比較,該系統電路可恆定的輸出電壓和功率,電壓和功率都具有可選性,適用於便攜式設備充電,可增長電池的使用壽命。該電路已被證明能夠穩定的工作,經長期實際應用穩定可靠。
參考文獻
[1]管維亞,吳峯,鞠平.直驅永磁風力發電系統仿真與優化控制[J].電力系統保護與控制,2014,42(09):54-60.
[2]杭俊,張建忠,程明,王偉,張明.風力發電系統狀態監測和故障診斷技術綜述(英文)[J].電工技術學報,2013,28(04):261-271.
[3]付蘭芳,孫鶴旭,王華君,劉斌,潘雷.基於永磁雙轉子電機調速的新型風力發電系統設計[J].電力系統自動化,2014,38(15):25-29.
[4]史凌峯,王根榮,來新泉,丁睿.新型過壓保護電路設計[J].電子科技大學學報,2011,40(02):210-213.
[5]雷笙民,李體青.移相全橋同步整流驅動方式的研究[J/OL].河北軟件職業技術學院學報,2017(03):(2017-09-21).
[6]趙曉兀.可控硅全橋整流故障診斷與可靠觸發系統設計[D].重慶大學,2016.
[7]張軍.使用NE555裝制三角波、方波發生器[J].黑龍江科技信息,2004(11):181.
[8]楊俊.基於NE555方波脈衝發生器的設計和應用[J].電子技術與軟件工程,2017(04):104.
-
學校電路改造合同[集錦6篇]
隨着法律法規不斷完善,人們越發重視合同,合同的用途越來越廣泛,正常情況下,簽訂合同必須經過規定的方式。那麼我們擬定合同的時候需要注意什麼問題呢?以下是小編爲大家整理的學校電路改造合同,僅供參考,歡迎大家閱讀。學校電路改造合同1甲方:乙方:落寨國小學校電線接入...
-
電路基礎實驗心得體會範文
當我們備受啓迪時,應該馬上記錄下來,寫一篇心得體會,這樣可以幫助我們分析出現問題的原因,從而找出解決問題的辦法。到底應如何寫心得體會呢?以下是小編爲大家收集的電路基礎實驗心得體會範文,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。電路基礎實驗心得體會範文1在爲期兩週的實訓...
-
控制電路實訓心得體會3篇
我們心裏有一些收穫後,好好地寫一份心得體會,它可以幫助我們瞭解自己的這段時間的學習、工作生活狀態。相信許多人會覺得心得體會很難寫吧,下面是小編整理的控制電路實訓心得體會,僅供參考,大家一起來看看吧。控制電路實訓心得體會1經過了一個學期的電路實訓課的學...
-
汽車電子技術職業生涯規劃書通用
時間流逝得如此之快,就算追也追不到,成績已屬於過去,未來的工作還很艱鉅,讓我們做好職業規劃,在今後的工作中奮勇爭先吧。職業規劃怎麼寫才能切實有效地幫助到自己將來的發展呢?下面是小編收集整理的汽車電子技術職業生涯規劃書通用,供大家參考借鑑,希望可以幫助到有需...