[实用新型]一种提高小型风力发电机输出功率的装置

说明书

技术领域

    本发明涉及风力发电输出功率控制装置，具体涉及一种提高小型风力发电机输出功率的装置。

背景技术

风力资源是取之不尽、用之不竭的可再生能源, 并且无空气污染、不产生废弃物，是一种清洁的能源。风力发电是最常用的一种风能利用形式，也是新能源中技术最成熟，最具开发条件和商业化前景的发电方式之一。风能具有一定的动能，通过时风轮转动将风能转化为机械能，然后带动发电机发电，再通过不可控三相整流器等设备从而得到稳定的直流电，一部风供给蓄电池充电，另一部分通过逆变器输出交流电，供给交流负载。但是，由于自然界风的不确定性，风速随着时间的不同而无规律的变化，时而风大，时而风小，或是没有风，风力发电机输出电压很不稳定。特别是当风速较小时，处于风力发电机启动风速与切入风速之间，风力发电机的输出电压较低，此时风力发电机不接入控制器，输出能量得不到有效利用，造成风能资源的浪费。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种能有效利用风能，且维持风机运行的稳定的提高小型风力发电机输出功率的装置。

技术方案：本实用新型所述的一种提高小型风力发电机输出功率的装置，包括风力发电机和风速传感器，所述风力发电机连接有整流电路，所述整流电路连接有模拟开关K1，所述模拟开关K1分别连接有低风速充电模块和DC/DC电路，所述低风速充电模块和DC/DC电路的输出端连接有蓄电池，所述模拟开关K1还连接有比较器C1，所述比较器C1的输入端分别输入风速传感器输出电压和参考电压。

作为优选，所述风速传感器输出的电压与所述比较器C1的反相输入端连接。

作为优选，所述低风速充电模块是以UC3843 芯片为主控芯片的固定频率电流模式控制器。

有益效果：本实用新型通过不断检测风速，实时控制负载（蓄电池）的接入。通过比较器控制DC/DC电路或者低风速处理模块开关的导通与断开，从而控制风力发电机的输出功率，保证在较低风速时风力发电机就能运转，风力发电机转起来就能获得最大输出功率，有效地利用风能，且维持风机运行的稳定。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图示意图。

图2为本实用新型的低风速充电模块电路原理图。

具体实施方式

如图1所示的一种提高小型风力发电机输出功率的装置，包括风力发电机和风速传感器，风力发电机连接有整流电路，整流电路连接有模拟开关K1，模拟开关K1分别连接有低风速充电模块和DC/DC电路，低风速充电模块和DC/DC电路的输出端连接有蓄电池，模拟开关K1还连接有比较器C1，比较器C1的输入端分别输入风速传感器输出电压和参考电压，其中风速传感器输出的电压与比较器C1的反相输入端连接。

如图2所示的低风速充电模块电路原理图。选用UC3843为主控芯片，UC3843 为固定频率电流模式控制器，具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制，电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。低风速时，输出电压经R6、R7 分压加到UC3843的②脚，为主控芯片提供负反馈电压，此引脚电压越高则驱动脉冲的占空比越小，以此稳定输出电压。低风速时，风力发电机经整流后的输出电压Ui经R1、R2 分压后，与运算放大器A1同相输入端设定电压相比较，经电阻R3和可变变阻RP1 转换为电流信号，送入UC3843 的③脚形成电流反馈环，根据输入电压的不同，改变驱动脉冲的占空比从而达到稳定输入电压的目的。脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号经⑥脚输出驱动MOSFEF 功率管。所以由UC3843构成的低风速充电模块是双闭环控制系统，可有效控制低风速时风力发电机输入电压及输出电压的稳定。从而实现，当风力发电机处于启动风速与切入风速之间，风力发电机的输出电压稳定工作，实现对蓄电池充电的功能。

风力发电机经整流后输出直流电压，当风速大于风力发电机启动风速小于切入风速，或风速大于切入风速但未达到稳定状态时，风速传感器输出电压低于参考输入电压，则比较器C1输出端控制所述模拟开关K1，K1断开DC/DC电路，接通所述低风速处理模块。低风速处理模块，可稳定风力发电机输出电压，并将该电压通过处理电路升到可以对蓄电池充电的充电电压，实现低风速下风力发电机平稳工作，且实现充电的功能，提高了风力发电机的利用效率及输出功率。当风速提高后，风速传感器输出电压高于参考输入电压，则比较器C1输出端控制模拟开关K1，K1断开低风速处理模块，接通DC/DC电路，进行正常充电模式。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。