一種小型風力發電機的充電電路的製作方法

2023-10-07 18:11:59 2

一種小型風力發電機的充電電路的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種小型風力發電機的充電電路，開關管選擇驅動簡單、驅動功率小、開關速度快且工作頻率高的電力MOSFTE。正常充電情況下兩個MOS管交替導通和關斷給蓄電池充電，當外界風速過大時蓄電池充電電流可能過大，這時CPU就會調整主充電電路上的MOS1的導通時間，從而調節充電電流，這樣防止蓄電池因大電流充電縮短壽命。蓄電池不能吸收的電能將通過MOS2導通在卸荷電阻R上，從而保護蓄電池。
【專利說明】一種小型風力發電機的充電電路

【技術領域】
[0001]本發明涉及風力發電【技術領域】，具體而言，涉及一種小型風力發電機的充電電路。

【背景技術】
[0002]我國幅員遼闊，居民分布東多西少。考慮到生活在邊遠地區的農、牧民以及沿海地區島嶼上的漁民、邊、海防哨所、通訊塔站及微波中繼站等居民的用電特點，用常規電網覆蓋他們十分困難，而且也很不經濟。因此在我國的許多邊遠地區，電力短缺造成經濟，文化與教育的嚴重落後。但由於這些地區一般風力資源比較豐富，因此在這些地區大力推廣小型風力發電機系統的應用也將是一種比較理想的策略.
[0003]小型風力發電機一般將風力發電機組發出的電能用除能設備儲存起來(一般用蓄電池)，需要時再提供給負載(可直流供電，亦可用逆變器變換為交流供給用戶)。常見的獨立運行小型風力發電系統框圖如圖1所示，包括風力機10、與風力機10連接的控制器
20、與控制器20連接的蓄電池30、通過逆變器40與蓄電池30連接的交流負載50、與蓄電池30連接的直流負載60。
[0004]由於風能的隨機性和不穩定性以及負載的隨時變化使得現有小型風電系統仍然存在不少問題。現有系統一般採用發電機輸出直接對蓄電池進行充電，蓄電池的充電設備均有欠、過壓保護裝置，如果電壓波動不穩，變化幅度較大，勢必會造成這些裝置頻頻動作，對這些保護裝置的壽命造成直接的影響。總而言之，小型風力發電系統由於成本的原因，發電機和蓄電池的保護措施比較簡單，這就導致系統的綜合可靠性和效率較差，往往達不到設計使用壽命。


【發明內容】

[0005]本發明所解決的技術問題:現有技術中的小型風力發電機，由於風能的隨機性，夕卜界風速過大時蓄電池充電電流可能過大，使蓄電池因大電流充電縮短壽命。
[0006]本發明提供如下技術方案:一種小型風力發電機的充電電路，包括三相電流輸入端、電容一、電容二、MOSFET管一、MOSFET管二、電感一、電感二、卸荷電阻、二極體、開關、蓄電池，所述三相電流輸入端設有整流二極體。所述電容一與三相電流輸入端並聯，所述MOSFET管二和卸荷電阻串接，所述串接的MOSFET管二和卸荷電阻與電容一併聯，所述MOSFET管一與MOSFET管二並聯，所述電感一與電感二串接，所述電感一和電感二與MOSFET管一串接，所述電感二通過開關與蓄電池的正極連接，所述電容二與蓄電池並聯，所述電容二的正極連接在電感一和電感二之間，所述二極體與電容二並聯，所述二極體的負極連接在MOSFET管一和電感一之間。
[0007]按上述技術方案，當MOSFET管一導通時電路通過電感一給電容二充電，當MOSFET管一關斷時，電容二通過電感二給蓄電池充電。其中，電感一、電感二是平滑電流用的。正常充電情況下兩個MOSFET管交替導通和關斷給蓄電池充電，當外界風速過大時蓄電池充電電流可能過大，這時CPU就會調整主充電電路上的MOSFET管一的導通時間，從而調節充電電流，這樣防止蓄電池因大電流充電縮短壽命。蓄電池不能吸收的電能將通過MOSFET管二導通在卸荷電阻上，從而保護蓄電池，即失速保護。
[0008]作為本發明的進一步說明，電容一為極性電容，起濾波作用。
[0009]作為本發明進一步改進，本發明所述的充電電路還包括發光二極體一、電阻三，所述發光二極體一與電阻三串接，所述串接的發光二極體一和電阻三與三相電流輸入端並聯。發光二極體一燈亮表示風力機已經接通可以給蓄電池充電了。
[0010]作為本發明進一步改進，本發明所述的充電電路還包括發光二極體二、發光二極體三、電阻四、電阻五，所述發光二極體二與電阻四串接，所述串接的發光二極體二和電阻四與蓄電池並聯，所述發光二極體三與電阻五串接，所述串接的發光二極體三和電阻五與蓄電池並聯。發光二極體二燈亮表示蓄電池反接。發光二極體三燈亮表示蓄電池連接正常。
[0011]作為本發明的進一步說明，所述電感一的值為1k歐姆，所述電感二的值為1k歐姆，所述電阻三的值為Ik歐姆，所述電阻四的值為Ik歐姆，所述電阻五的值為Ik歐姆，所述卸荷電阻的值為500k歐姆，所述電容一的值為10u法拉，所述電容二的值為10u法拉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
[0013]圖1為現有技術中的獨立運行的小型風力發電系統框圖；
[0014]圖2為本發明一種小型風力發電機的充電電路圖。
[0015]圖中符號說明:
[0016]10 —風力機；
[0017]20—控制器；
[0018]30—蓄電池；
[0019]40 —逆變器；
[0020]50 —交流負載；
[0021]60—直流負載；
[0022]70—三相電流輸入端；
[0023]Cl—電容；C2—電容；
[0024]D — 二極體；
[0025]LI—電感；L2—電感；
[0026]R3 —電阻；R4 —電阻；R5 —電阻；R —卸荷電阻；
[0027]LEDl 一發光二極體；LED2 —發光二極體；LED3 —發光二極體；
[0028]MOSl — MOSFET 管；M0S2 — MOSFET 管；fl — MOSFET 管連接端；f2 — MOSFET 管連接端；f3- MOSFET管連接端；
[0029]S —開關。

【具體實施方式】
[0030]如圖2所示，一種小型風力發電機的充電電路，包括三相電流輸入端70、電容一Cl、電容二 C2、MOSFET 管一 MOS1、MOSFET 管二 M0S2、電感一 L1、電感二 L2、電阻三 R3、電阻四R4、電阻五R5、卸荷電阻R、二極體D、發光二極體一 LED1、發光二極體二 LED2、發光二極體三LED3、開關S、蓄電池。
[0031]所述三相電流輸入端70設有整流二極體。所述電容一 Cl與三相電流輸入端70並聯。所述發光二極體一 LEDl與電阻三R3串接，所述串接的發光二極體一 LEDl和電阻三R3與三相電流輸入端70並聯。其中，所述電容一 Cl的值為10u法拉，所述電阻三R3的值為Ik歐姆。
[0032]所述MOSFET管二 M0S2和卸荷電阻R串接，所述串接的MOSFET管二 M0S2和卸荷電阻R與電容一 Cl並聯。其中，所述卸荷電阻R的值為500k歐姆。
[0033]所述MOSFET管一 MOSl與MOSFET管二 M0S2並聯，所述電感一 LI與電感二 L2串接，所述電感一 LI和電感二 L2與MOSFET管一 MOSl串接，所述電感二 L2通過開關S與蓄電池的正極連接，所述電容二 C2與蓄電池並聯，所述電容二 C2的正極連接在電感一 LI和電感二 L2之間，所述二極體D與電容二 C2並聯，所述二極體D的負極連接在MOSFET管一MOSl和電感一 LI之間。其中，所述電感一 LI的值為1k歐姆，所述電感二 L2的值為1k歐姆，所述電容二 C2的值為10u法拉。
[0034]所述發光二極體二 LED2與電阻四R4串接，所述串接的發光二極體二 LED2和電阻四R4與蓄電池並聯，所述發光二極體三LED3與電阻五R5串接，所述串接的發光二極體三LED3和電阻五R5與蓄電池並聯。其中，所述電阻四R4的值為Ik歐姆，所述電阻五R5的值為Ik歐姆。
[0035]實際工作中，充電控制器U、V、W接的三相輸出整流部分採用簡單的不可控三相整流，開關管選擇驅動簡單、驅動功率小、開關速度快且工作頻率高的電力M0SFTE。風機充電控制部分工作過程如下:
[0036]正常充電情況下兩個MOS管交替導通和關斷給蓄電池充電，當外界風速過大時蓄電池充電電流可能過大，這時CPU就會調整主充電電路上的MOSl的導通時間，從而調節充電電流，這樣防止蓄電池因大電流充電縮短壽命。蓄電池不能吸收的電能將通過M0S2導通在卸荷電阻R上，從而保護蓄電池，即失速保護。
[0037]以上內容僅為本發明的較佳實施方式，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種小型風力發電機的充電電路,包括三相電流輸入端(70)、電容一(Cl)、電容二(C2)、MOSFET 管一 (MOSl)、MOSFET 管二 (M0S2)、電感一 (LI)、電感二 (L2)、卸荷電阻(R)、二極體(D)、開關(S)、蓄電池，所述三相電流輸入端(70)設有整流二極體，其特徵在於:所述電容一(Cl)與三相電流輸入端(70)並聯，所述MOSFET管二(M0S2)和卸荷電阻(R)串接，所述串接的MOSFET管二(M0S2)和卸荷電阻(R)與電容一(Cl)並聯，所述MOSFET管一(MOSl)與MOSFET管二(M0S2)並聯，所述電感一(LI)與電感二(L2)串接，所述電感一(LI)和電感二(L2)與MOSFET管一(MOSl)串接，所述電感二(L2)通過開關(S)與蓄電池的正極連接，所述電容二(C2)與蓄電池並聯，所述電容二(C2)的正極連接在電感一(LI)和電感二(L2)之間，所述二極體(D)與電容二(C2)並聯，所述二極體(D)的負極連接在MOSFET管一(MOSl)和電感一(LI)之間。
2.如權利要求1所述的一種小型風力發電機的充電電路，其特徵在於:還包括發光二極體一(LEDl)、電阻三(R3)，所述發光二極體一(LEDl)與電阻三(R3)串接，所述串接的發光二極體一(LEDl)和電阻三(R3)與三相電流輸入端(70)並聯。
3.如權利要求2所述的一種小型風力發電機的充電電路，其特徵在於:還包括發光二極體二(LED2)、發光二極體三(LED3)、電阻四(R4)、電阻五(R5)，所述發光二極體二(LED2)與電阻四(R4)串接，所述串接的發光二極體二(LED2)和電阻四(R4)與蓄電池並聯，所述發光二極體三(LED3)與電阻五(R5)串接，所述串接的發光二極體三(LED3)和電阻五(R5)與蓄電池並聯。
4.如權利要求3所述的一種小型風力發電機的充電電路，其特徵在於:所述電感一(LI)的值為1k歐姆，所述電感二(L2)的值為1k歐姆，所述電阻三(R3)的值為Ik歐姆，所述電阻四(R4)的值為Ik歐姆，所述電阻五(R5)的值為Ik歐姆，所述卸荷電阻(R)的值為500k歐姆，所述電容一(Cl)的值為10u法拉，所述電容二(C2)的值為10u法拉。
【文檔編號】H02J7/14GK104242424SQ201410513920
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】馬治遠, 郭建宇, 吳秋軒, 李東鑫, 曾偉彬 申請人:蘇州克蘭茲電子科技有限公司