多級保護小型風力發(fā)電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了多級保護小型風力發(fā)電機，包括風力發(fā)電機，輸入端與風力發(fā)電機相連接的控制器，連接在控制器上的卸荷負載和蓄電池，以及通過逆變器與控制器相連接的負載，在風力發(fā)電機與控制器之間還設置有保護電路板，在保護電路板上設置有保護電路，該保護電路的輸入端與風力發(fā)電機的輸出端相連接，保護電路的輸出端與控制器的輸入端相連接，在控制器與卸荷負載之間還設置有信號觸發(fā)電路，該信號觸發(fā)電路的信號輸入端和電源輸入端均與控制器相連接、其電源輸出端與卸荷負載相連接。本實用新型提供一種多級保護小型風力發(fā)電機，避免發(fā)電機輸出電壓過高對蓄電池與后續(xù)的負載造成沖擊，更好的保護了各個部件的正常使用，增加了設備的使用壽命。
【專利說明】
多級保護小型風力發(fā)電機
技術領域
[0001]本實用新型涉及節(jié)能環(huán)保發(fā)電領域，具體是指一種多級保護小型風力發(fā)電機。
【背景技術】
[0002]小型風力發(fā)電機的轉速與風速成正比，風速越高轉速越快，而且風力發(fā)電機的輸出電壓是與風力發(fā)電機的轉速成正比的，轉速越快，則電壓越高。
[0003]由于常規(guī)的小型風力發(fā)電機的轉速不能及時準確的控制，造成風力發(fā)電機輸出電壓變化幅度很大，有時會遠遠超出允許的電壓范圍。
[0004]例如:輸出充電電壓額定值為42V(DC)，蓄電池組電壓為36V(DC)的500W的小型風力發(fā)電機的額定轉速為400r/min。
[0005]但在實際運行中，由于風速增速快于風輪偏側調(diào)速，所以在調(diào)速過程中，發(fā)電機轉速瞬時值可達到600r/min以上，甚至達到700r/min，遠高于額定轉速400r/min。
[0006]因此，造成發(fā)電機輸出電壓超出50V(DC)，瞬時可達80V(DC)。如果蓄電池脫離系統(tǒng)，如虛接或蓄電池失效，空載電壓一般都在80V(DC)以上，瞬時值可達到150V(DC)。
[0007]這時系統(tǒng)中的控制器、逆變器均會因輸入電壓超壓而損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本實用新型的目的在于克服上述問題，提供一種多級保護小型風力發(fā)電機，避免發(fā)電機輸出電壓過高對蓄電池與后續(xù)的負載造成沖擊，更好的保護了各個部件的正常使用，增加了設備的使用壽命。
[0009]本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn):
[0010]多級保護小型風力發(fā)電機，包括風力發(fā)電機，輸入端與風力發(fā)電機相連接的控制器，連接在控制器上的卸荷負載和蓄電池，以及通過逆變器與控制器相連接的負載，在風力發(fā)電機與控制器之間還設置有保護電路板，在保護電路板上設置有保護電路，該保護電路的輸入端與風力發(fā)電機的輸出端相連接，保護電路的輸出端與控制器的輸入端相連接，在控制器與卸荷負載之間還設置有信號觸發(fā)電路，該信號觸發(fā)電路的信號輸入端和電源輸入端均與控制器相連接、其電源輸出端與卸荷負載相連接。
[0011 ]作為優(yōu)選，所述卸荷負載為直流負載，且直接與控制器的輸出端相連接，與逆變器相連接的負載為交流負載，負載通過逆變器與控制器的輸出端相連接。
[0012]進一步的，保護電路由三極管VTl，三極管VT2，M0S管Ql，運算放大器Pl，運算放大器P2，正極與MOS管Ql的漏極相連接、負極與三極管VTl的基極相連接的電容Cl，一端與電容Cl的正極相連接、另一端與三極管VTl的集電極相連接的電阻Rl，串接在三極管VTl的基極與集電極之間的滑動變阻器RPI，正極與電容CI的負極相連接、負極與三極管VT2的集電極相連接的電容C2，與電容C2并聯(lián)設置的電阻R2，與電容C2并聯(lián)設置的電阻R3，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端同時與MOS管Ql的柵極和三極管VT2的發(fā)射極相連接的電阻R4，一端與三極管VTl的基極相連接、另一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接的電阻R5，N極與MOS管Ql的漏極相連接、P極與三極管VT2的基極相連接的二極管Dl，N極與MOS管Ql的柵極相連接、P極與三極管VT2的基極相連接的穩(wěn)壓二極管D2，一端與三極管VT2的基極相連接、另一端與運算放大器P2的正輸入端相連接的電阻R6，正極與MOS管Ql的源極相連接、負極與運算放大器P2的正輸入端相連接的電容C3，與電容C3并聯(lián)設置的電阻R7，一端與運算放大器Pl的負輸入端相連接、另一端與運算放大器P2的負輸入端相連接的電阻R8，一端與運算放大器Pl的負輸入端相連接、另一端與運算放大器Pl的輸出端相連接的電阻R9，正極與運算放大器Pl的負電源端相連接、負極與運算放大器P2的負輸入端相連接的電容C4，正極與運算放大器Pl的正電源端相連接、負極與運算放大器P2的負輸入端相連接的電容C5，一端與運算放大器Pl的輸出端相連接、另一端經(jīng)電阻Rll后與電容C5的負極相連接的電阻R10，以及一端與運算放大器P2的輸出端相連接、另一地與電容C5的負極相連接的電阻R12組成；其中，三極管VT2的集電極與運算放大器P2的負輸入端相連接，電容C3的正極與運算放大器Pl的正輸入端相連接，運算放大器Pl的正電源端上接+12V電源，運算放大器Pl的負電源端上接-12V電源，電容C5的負極接地，電容CI的正極與電容C2的負極組成該保護電路的輸入端，電阻Rll的兩端作為該保護電路的輸出端。
[0013]再進一步的，信號觸發(fā)電路由三極管VT3，三極管VT4，三極管VT5，三極管VT6，時基集成電路Ul，一端經(jīng)電阻R13后與三極管VT3的集電極相連接、另一端經(jīng)電阻R14后與三極管VT4的發(fā)射極相連接、滑動端與三極管VT3的基極相連接的滑動變阻器RP2，正極與時基集成電路Ul的管腳5相連接、負極與時基集成電路Ul的管腳I相連接的電容C6，P極與時基集成電路Ul的管腳3相連接、N極與電容C6的負極相連接的二極管D4，N極經(jīng)電阻Rl 5后同時與時基集成電路Ul的管腳4和管腳8相連接、P極與三極管VT5的集電極相連接的二極管D3，一端與三極管VT5的發(fā)射極相連接、另一端與二極管D4的N極相連接的電阻R16，以及一端與三極管VT6的集電極相連接、另一端與二極管D3的N極相連接的繼電器K組成;其中，三極管VT3的發(fā)射極與三極管VT4的基極相連接，三極管VT3的集電極同時與三極管VT4的集電極、時基集成電路Ul的管腳2和管腳6相連接，時基集成電路Ul的管腳I與電阻R14和滑動變阻器RP2的連接點相連接，時基集成電路Ul的管腳4與電阻R13和滑動變阻器RP2的連接點相連接，三極管VT5的基極與時基集成電路Ul的管腳3相連接，三極管VT5的集電極與三極管VT6的基極相連接，三極管VT6的發(fā)射極與二極管D4的N極相連接，時基集成電路Ul的型號為NE555，時基集成電路Ul的管腳8作為該信號觸發(fā)電路的信號輸入端，二極管03的~極與二極管D4的N極組成該信號觸發(fā)電路的電源輸入端，二極管03的~極經(jīng)繼電器K的敞開觸角K-1后與二極管D4的N極組成該信號觸發(fā)電路的電源輸出端。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0015](I)本實用新型在控制器與風力發(fā)電機之間設置保護電路，可以很好的對風力發(fā)電機的輸出電壓進行緩沖，避免了波動過高的電壓對后續(xù)設備的沖擊，更好的保護了后續(xù)設備的正常使用，提高了各個設備的使用壽命。
[0016](2)本實用新型在控制器與卸荷負載之間設置信號觸發(fā)電路，提高了控制器控制卸荷負載運行的準確性，降低了供電時對卸荷負載的沖擊，提高了卸荷負載的使用壽命。
[0017](3)本實用新型設置有直流負載，該直流負載的作用是用于保護蓄電池充電的安全性，避免蓄電池因為過充而被損壞，更好的提高了蓄電池的使用壽命。
[0018](4)本實用新型設置有負載，該負載可以利用風力發(fā)電機發(fā)出的電能或者蓄電池中蓄積的電能進行工作，進而降低了企業(yè)的運行成本，提高了能源的利用率。
[0019](5)本實用新型結構簡單，安裝方便，適合廣泛推廣。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結構框圖。
[0021]圖2為本實用新型保護電路的電路圖。
[0022]圖3為本實用新型信號觸發(fā)電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0024]實施例1
[0025]如圖1所示，多級保護小型風力發(fā)電機，包括風力發(fā)電機，輸入端與風力發(fā)電機相連接的控制器，連接在控制器上的卸荷負載和蓄電池，以及通過逆變器與控制器相連接的負載，在風力發(fā)電機與控制器之間還設置有保護電路板，在保護電路板上設置有保護電路，該保護電路的輸入端與風力發(fā)電機的輸出端相連接，保護電路的輸出端與控制器的輸入端相連接，在控制器與卸荷負載之間還設置有信號觸發(fā)電路，該信號觸發(fā)電路的信號輸入端和電源輸入端均與控制器相連接、其電源輸出端與卸荷負載相連接。其中控制器選用發(fā)電機控制器，很好的降低了風力發(fā)電機的控制難度，簡化了控制線路。
[0026]使用時，風力發(fā)電機在風能的驅(qū)使下進行發(fā)電，其發(fā)出的電能通過保護電路導入控制器，控制器又根據(jù)電壓情況、蓄電池充電情況以及負載的運行情況來判斷電能的去向，在負載能夠正常運行的前提下，多余的電量將會對蓄電池進行充電，而當供電電量不足以使得負載正常運行時，蓄電池中的電量也將會輔助支持負載的運行，而當電量過高，甚至高于負載與蓄電池所需的電量時控制器將會將多余的電量直接輸出至卸荷負載，從而使得卸荷負載運行消耗電量，避免蓄電池過充損壞，更好的提高了蓄電池的使用壽命。
[0027]所述卸荷負載為直流負載，且直接與控制器的輸出端相連接，與逆變器相連接的負載為交流負載，負載通過逆變器與控制器的輸出端相連接。其中直流負載可以選用電阻絲、直流電機等直流負載，而負載選用交流電機、照明燈等交流負載。直流負載的作用是用于保護蓄電池，避免蓄電池因為過充而被損壞，更好的保護了蓄電池使用的安全性。交流負載可以利用風力發(fā)電機發(fā)出的電能或者蓄電池中蓄積的電能進行工作，進而降低了企業(yè)的運行成本，提高了能源的利用率。
[0028]如圖2所示，所述保護電路由三極管VTl，三極管VT2，M0S管Ql，運算放大器Pl，運算放大器P2，二極管Dl，穩(wěn)壓二極管D2，滑動變阻器RPl，電容Cl，電容C2，電容C3，電容C4，電容C5，電阻Rl，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，電阻RlO，電阻R11，電阻R12，以及電阻R13組成。
[0029]連接時，電容Cl的正極與MOS管Ql的漏極相連接、負極與三極管VTl的基極相連接，電阻Rl的一端與電容Cl的正極相連接、另一端與三極管VTl的集電極相連接，滑動變阻器RPI串接在三極管VTI的基極與集電極之間，電容C2的正極與電容CI的負極相連接、負極與三極管VT2的集電極相連接，電阻R2與電容C2并聯(lián)設置，電阻R3與電容C2并聯(lián)設置，電阻R4的一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端同時與MOS管Ql的柵極和三極管VT2的發(fā)射極相連接，電阻R5的一端與三極管VTl的基極相連接、另一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接，二極管Dl的N極與MOS管Ql的漏極相連接、P極與三極管VT2的基極相連接，穩(wěn)壓二極管02的_及與MOS管Ql的柵極相連接、P極與三極管VT2的基極相連接，電阻R6的一端與三極管VT2的基極相連接、另一端與運算放大器P2的正輸入端相連接，電容C3的正極與MOS管Ql的源極相連接、負極與運算放大器P2的正輸入端相連接，電阻R7與電容C3并聯(lián)設置，電阻R8的一端與運算放大器Pl的負輸入端相連接、另一端與運算放大器P2的負輸入端相連接，電阻R9的一端與運算放大器Pl的負輸入端相連接、另一端與運算放大器Pl的輸出端相連接，電容C4的正極與運算放大器Pl的負電源端相連接、負極與運算放大器P2的負輸入端相連接，電容C5的正極與運算放大器Pl的正電源端相連接、負極與運算放大器P2的負輸入端相連接，電阻RlO的一端與運算放大器Pl的輸出端相連接、另一端經(jīng)電阻Rll后與電容C5的負極相連接，電阻Rl 2的一端與運算放大器P2的輸出端相連接、另一地與電容C5的負極相連接。
[0030]其中，三極管VT2的集電極與運算放大器P2的負輸入端相連接，電容C3的正極與運算放大器PI的正輸入端相連接，運算放大器Pl的正電源端上接+12V電源，運算放大器PI的負電源端上接-12V電源，電容C5的負極接地，電容Cl的正極與電容C2的負極組成該保護電路的輸入端，電阻RU的兩端作為該保護電路的輸出端。
[0031 ] 如圖3所示，信號觸發(fā)電路由三極管VT3，三極管VT4，三極管VT5，三極管VT6，時基集成電路U1，滑動變阻器RP2，電容C6，二極管D3，二極管D4，繼電器K，電阻R13，電阻R14，電阻Rl5，以及電阻R16組成。
[0032]連接時，滑動變阻器RP2的一端經(jīng)電阻R13后與三極管VT3的集電極相連接、另一端經(jīng)電阻R14后與三極管VT4的發(fā)射極相連接、滑動端與三極管VT3的基極相連接，電容C6的正極與時基集成電路Ul的管腳5相連接、負極與時基集成電路Ul的管腳I相連接，二極管D4的P極與時基集成電路Ul的管腳3相連接、N極與電容C6的負極相連接，二極管D3的N極經(jīng)電阻R15后同時與時基集成電路Ul的管腳4和管腳8相連接、P極與三極管VT5的集電極相連接，電阻R16的一端與三極管VT5的發(fā)射極相連接、另一端與二極管D4的N極相連接，繼電器K的一端與三極管VT6的集電極相連接、另一端與二極管03的~極相連接。
[0033]其中，三極管VT3的發(fā)射極與三極管VT4的基極相連接，三極管VT3的集電極同時與三極管VT4的集電極、時基集成電路Ul的管腳2和管腳6相連接，時基集成電路Ul的管腳I與電阻R14和滑動變阻器RP2的連接點相連接，時基集成電路Ul的管腳4與電阻R13和滑動變阻器RP2的連接點相連接，三極管VT5的基極與時基集成電路Ul的管腳3相連接，三極管VT5的集電極與三極管VT6的基極相連接，三極管VT6的發(fā)射極與二極管D4的N極相連接，時基集成電路Ul的型號為NE555，時基集成電路Ul的管腳8作為該信號觸發(fā)電路的信號輸入端，二極管D3的N極與二極管D4的N極組成該信號觸發(fā)電路的電源輸入端，二極管03的~極經(jīng)繼電器K的敞開觸角K-1后與二極管D4的N極組成該信號觸發(fā)電路的電源輸出端。
[0034]風力發(fā)電機由于發(fā)電量受到風扇轉速的影響而導致其電壓不穩(wěn)定，很容易對后續(xù)的控制器以及充電或耗電設備造成損害，在控制器與風力發(fā)電機之間設置保護電路，并在控制器與卸荷負載之間設置信號觸發(fā)電路，可以很好的對風力發(fā)電機的輸出電壓進行緩沖，避免電壓波動過大而對后續(xù)設備產(chǎn)生的沖擊，更好的保護了后續(xù)設備的正常使用。
[0035]如上所述，便可很好的實現(xiàn)本實用新型。
【主權項】
1.多級保護小型風力發(fā)電機，其特征在于:包括風力發(fā)電機，輸入端與風力發(fā)電機相連接的控制器，連接在控制器上的卸荷負載和蓄電池，以及通過逆變器與控制器相連接的負載，在風力發(fā)電機與控制器之間還設置有保護電路板，在保護電路板上設置有保護電路，該保護電路的輸入端與風力發(fā)電機的輸出端相連接，保護電路的輸出端與控制器的輸入端相連接，在控制器與卸荷負載之間還設置有信號觸發(fā)電路，該信號觸發(fā)電路的信號輸入端和電源輸入端均與控制器相連接、其電源輸出端與卸荷負載相連接。2.根據(jù)權利要求1所述的多級保護小型風力發(fā)電機，其特征在于:所述卸荷負載為直流負載，且直接與控制器的輸出端相連接;與逆變器相連接的負載為交流負載，負載通過逆變器與控制器的輸出端相連接。3.根據(jù)權利要求2所述的多級保護小型風力發(fā)電機，其特征在于:所述保護電路由三極管VTl，三極管VT2，M0S管Ql，運算放大器Pl，運算放大器P2，正極與MOS管Ql的漏極相連接、負極與三極管VTl的基極相連接的電容Cl，一端與電容Cl的正極相連接、另一端與三極管VTI的集電極相連接的電阻Rl，串接在三極管VTI的基極與集電極之間的滑動變阻器RPI，正極與電容Cl的負極相連接、負極與三極管VT2的集電極相連接的電容C2，與電容C2并聯(lián)設置的電阻R2，與電容C2并聯(lián)設置的電阻R3，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端同時與MOS管Ql的柵極和三極管VT2的發(fā)射極相連接的電阻R4，一端與三極管VTl的基極相連接、另一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接的電阻R5，N極與MOS管Ql的漏極相連接、P極與三極管VT2的基極相連接的二極管Dl，N極與MOS管Ql的柵極相連接、P極與三極管VT2的基極相連接的穩(wěn)壓二極管D2，一端與三極管VT2的基極相連接、另一端與運算放大器P2的正輸入端相連接的電阻R6，正極與MOS管Ql的源極相連接、負極與運算放大器P2的正輸入端相連接的電容C3，與電容C3并聯(lián)設置的電阻R7，一端與運算放大器P1的負輸入端相連接、另一端與運算放大器P2的負輸入端相連接的電阻R8，一端與運算放大器Pl的負輸入端相連接、另一端與運算放大器Pl的輸出端相連接的電阻R9，正極與運算放大器Pl的負電源端相連接、負極與運算放大器P2的負輸入端相連接的電容C4，正極與運算放大器Pl的正電源端相連接、負極與運算放大器P2的負輸入端相連接的電容C5，一端與運算放大器Pl的輸出端相連接、另一端經(jīng)電阻RU后與電容C5的負極相連接的電阻R10，以及一端與運算放大器P2的輸出端相連接、另一地與電容C5的負極相連接的電阻Rl 2組成;其中，三極管VT2的集電極與運算放大器P2的負輸入端相連接，電容C3的正極與運算放大器Pl的正輸入端相連接，運算放大器Pl的正電源端上接+12V電源，運算放大器Pl的負電源端上接-12V電源，電容C5的負極接地，電容Cl的正極與電容C2的負極組成該保護電路的輸入端，電阻Rll的兩端作為該保護電路的輸出端。4.根據(jù)權利要求3所述的多級保護小型風力發(fā)電機，其特征在于:所述信號觸發(fā)電路由三極管VT3，三極管VT4，三極管VT5，三極管VT6，時基集成電路Ul，一端經(jīng)電阻R13后與三極管VT3的集電極相連接、另一端經(jīng)電阻R14后與三極管VT4的發(fā)射極相連接、滑動端與三極管VT3的基極相連接的滑動變阻器RP2，正極與時基集成電路Ul的管腳5相連接、負極與時基集成電路Ul的管腳I相連接的電容C6，P極與時基集成電路Ul的管腳3相連接、N極與電容C6的負極相連接的二極管D4，N極經(jīng)電阻R15后同時與時基集成電路Ul的管腳4和管腳8相連接、P極與三極管VT5的集電極相連接的二極管D3，一端與三極管VT5的發(fā)射極相連接、另一端與二極管D4的N極相連接的電阻R16，以及一端與三極管VT6的集電極相連接、另一端與二極管D3的N極相連接的繼電器K組成;其中，三極管VT3的發(fā)射極與三極管VT4的基極相連接，三極管VT3的集電極同時與三極管VT4的集電極、時基集成電路Ul的管腳2和管腳6相連接，時基集成電路Ul的管腳I與電阻R14和滑動變阻器RP2的連接點相連接，時基集成電路Ul的管腳4與電阻R13和滑動變阻器RP2的連接點相連接，三極管VT5的基極與時基集成電路Ul的管腳3相連接，三極管VT5的集電極與三極管VT6的基極相連接，三極管VT6的發(fā)射極與二極管D4的N極相連接，時基集成電路Ul的型號為NE555，時基集成電路Ul的管腳8作為該信號觸發(fā)電路的信號輸入端，二極管D3的N極與二極管D4的N極組成該信號觸發(fā)電路的電源輸入端，二極管D3的N極經(jīng)繼電器K的敞開觸角K-1后與二極管D4的N極組成該信號觸發(fā)電路的電源輸出端。
【文檔編號】F03D7/00GK205638792SQ201620277119
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】王蓉
【申請人】成都中冶節(jié)能環(huán)保工程有限公司