多定子風力發電換氣兩用機控制器的製作方法

2023-06-21 15:19:21

專利名稱：多定子風力發電換氣兩用機控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多定子風力發電換氣兩用機控制器，屬於清潔能源風力發電控制器的技術領域。
背景技術：
在現有技術中，風力發電主機由一個定子和一個轉子組成，所以沒有涉及多定子的風力發電換氣控制器開關電路，特別在於直驅式風力發電機中，風力發電機也只限於發電功能，沒有將室內通風換氣和發電功能溶於一體，以求發揮更大的節能潛力和應用範圍。

發明內容
本發明是《無鐵芯多定子永磁高效發電機》或《雙定子風力發電換氣兩用機》專用的一種開關控制器，目的在於克服上述之不足，採用以下技術方案一種多定子風力發電換氣兩用機控制器，包括控制電源開關1，分別與中央處理器4、欠壓保護電路2、穩壓電源3、電流平衡電路7、三個大電流開關元件MOS管6輸入端連接，欠壓保護電路另兩端分別連接穩壓電源、中央處理器，進行電壓取樣和執行蓄電池欠壓保護；穩壓電源3的另一端與三個驅動電路5連接，驅動電路的另兩端分別與中央處理器 4、三個MOS管6連接，MOS管的輸出端分別連接發電機11的定子繞組，電流平衡電路7的另二端分別與MOS管6的控制端、中央處理器4連接，發電機11的傳感器信號線與中央處理器4連接；特徵是中央處理器4與開關元件9連接，傳感器信號通過中央處理器中設置的轉差脈衝比較器程序軟體，運算處理、功率放大，分別控制若干組開關元件9與輸出端8的接通或斷開，執行自動控制。所述開關1為船型電源開關，設置在控制器的殼體上，一端分別與中央處理器、欠壓保護電路、穩壓電源、電流平衡電路、三個大電流開關元件MOS管輸入端連接，另一端通過接線端子與蓄電池連接，作為手動控制的總電源開關。所述穩壓電源3為三端穩壓電源集成塊，分別與直流電源、欠壓保護電路、大電流開關元件MOS管6、電流平衡電路7連接。所述中央處理器4為單片機集成電路或PWM發生器晶片，內置轉差脈衝比較器程序軟體，設定一個上限值η和下限值s，將傳感器輸入的信號脈衝，經過識別、運算、比較以後，一方面輸出相應脈衝寬度的方波給MOS管的驅動電路，整形以後提供給MOS管6，自動控制和限定，多定子發電機11的轉速，另一方面根據不斷變化的風量推動風輪的實際現狀， 進行轉速檢測自動跟蹤調速、指令多定子發電機作電動機啟動、運轉換氣、發電輸出的自動切換控制，進行限速、電磁製動、過壓、欠壓、電流平衡、限流、過流、漏電、溫度安全保護的各項自動控制；製造較大型發電機時，可擴展上述功能另設與之相匹配的較大型控制櫃。當無風或微風狀態時，傳感器輸入的轉差信號脈衝小於下限值s時，中央處理器指令開第一或第二定子繞組，作為電動機運轉，使轉子和轉輪的轉速在上限值η和下限值 s的範圍內運轉換氣和發電，第三、第四定通過輸出端8外接道路智能充電器向蓄電池充電蓄能。當風力聚漸增加時，傳感器輸入的轉差信號脈衝大於下限s值時，中央處理器指令開斷開第一或第二定子繞組，由風力推動轉輪和轉子，轉速在上限η值和下限為s值的範圍內運轉換氣和發電，第三、第四定通過輸出端8外接道路智能充電器向蓄電池充電蓄能。當風力增強時，中央處理器指令開關元件9接通第一或第二定子繞組，由風力推動轉輪和轉子，轉速在上限η值和下限s值的範圍內運轉換氣和發電，第三、第四、第一、第二定子繞組定子通過輸出端8外接道路智能充電器向蓄電池充電蓄能。當風力強大進入危險區時，中央處理器按步指令開定子繞組定子作為電磁製動， 限制風輪轉速，直到停止旋轉；根據自然風力的實際情形，跟蹤循環上述過程，使發電機穩定在預定的轉速範圍內運轉。所述傳感器由設置在多定子發電機11定子中的光敏電阻、熱敏電阻或霍爾元件， 組成溫度或轉速傳感器，信號線通過插接件與中央處理器4連接。所述開關元件9，由中央處理器4自動控制的若干組固體接觸器或半導體開關管， 輸入端分別與多定子發電機的第一、第二、第三、第四定子繞組的接線端子連接，輸出端8 外接多路智能充電器向蓄電池充電蓄能。所述控制器的殼體10為長方形鋁合金散熱器套件，內設有總電路板102，M0S管6 固定在殼體上、兩塊側板底座101由螺絲與殼體10固定，帶有過渡插接件的導線103穿過側板底座引出製備。所述風輪12為球形的渦輪式風輪，該風輪運轉時，在內部形成負壓，使內部空氣與外部空氣形成對流，進一步推動風輪旋轉，達到良好的通風換氣和發電效果；或者是X型或S型的風力發電的定向型風輪，風輪與多定子發電機11的轉子機械連接。有益效果可以根據風能推動風輪的實際現狀，自動調整、控制風力發電機或換氣發電兩用機的各種工作狀態，以適應氣流在自然界瞬息萬變的運動規律，克服目前風力發電機普遍存在的低風速時難以啟動和高風速中輸出電壓不穩定、效益低、佔地空間大、噪音大等問題，極大地提高了發電效益，確保了運行安全，具有突出的實質性特點和顯著的進
止
少ο控制器可與多定子、雙定子、單定子風力發機以及發電、換氣兩用機配套使用，適用於工廠廠房、高層建築、娛樂場所、候車室、教學大樓、公共場所、賓館、醫院、衛生間、公共廁所、等等需要通風換氣和發電、照明的場所，-機多能、免費通風換氣、免費供電照明、對於緩解目前，與日俱增的城市用電量來說，具有事半功倍的效果。


附圖1. 一種多定子風力發電換氣兩用機控制器的結構原理示意圖。附圖2. —種控制器殼體的結構剖視示意圖。
具體實施例方式附圖中1.開關，2.欠壓保護電路，3.穩壓電源，4.中央處理器，5.驅動電路， 6. MOS管，7.電流平衡電路，8.開關元件，9.輸出端，10.殼體、101.側板底座、102.總電路板、103.導線，11.多定子發電機，12風輪。
實施例附圖1，一種多定子風力發電換氣兩用機控制器的結構原理示意圖。風輪12與多定子發電機11的轉子機械連接，發電機輸出端子與導線103插接連接，總電路板 102中設有開關1、欠壓保護電路2、穩壓電源3、中央處理器4、驅動電路5、MOS管6、電流平衡電路7、開關元件8、輸出端9，其中，開關1和輸出端9分別外接蓄電池和智能充電器。實施例附圖2，一種控制器殼體的結構剖視示意圖。殼體10為長方形鋁合金散熱器套件，內設有總電路板102，MOS管6固定在殼體上、兩塊側板底座101由螺絲與殼體10 固定，帶有過渡插接件的導線103穿過側板底座引出製備。
權利要求
1.一種多定子風力發電換氣兩用機控制器，包括控制電源開關(1)分別與中央處理器(4)、欠壓保護電路(2)、穩壓電源(3)、電流平衡電路(7)、三個MOS管(6)輸入端連接， 欠壓保護電路另兩端分別連接穩壓電源、中央處理器，穩壓電源(3)的另一端與三個驅動電路(5)連接，驅動電路的另兩端分別與中央處理器(4)、三個MOS管(6)連接，MOS管的輸出端分別連接發電機(11)的定子繞組，電流平衡電路(7)的另二端分別與MOS管的控制端、中央處理器(4)連接，發電機(11)的傳感器信號線與中央處理器連接；特徵是中央處理器(4)與開關元件(9)連接，傳感器信號通過中央處理器中設置的轉差脈衝比較器程序軟體，運算處理、功率放大，分別控制若干組開關元件(9)與輸出端(8)的接通或斷開，執行自動控制。
2.根據權利要求1所述的多定子風力發電換氣兩用機控制器，特徵是所述開關(1) 為船型電源開關，設置在控制器的殼體上，一端分別與中央處理器、欠壓保護電路、穩壓電源、電流平衡電路、三個MOS管輸入端連接，另一端通過接線端子與蓄電池連接。
3.根據權利要求1所述的多定子風力發電換氣兩用機控制器，特徵是所述穩壓電源 (3)為三端穩壓電源集成塊，分別與直流電源、欠壓保護電路、MOS管、電流平衡電路連接。
4.根據權利要求1所述的多定子風力發電換氣兩用機控制器，特徵是所述中央處理器⑷為單片機集成電路或PWM發生器晶片，內置轉差脈衝比較器程序軟體，設定一個上限值η和下限值s，將傳感器輸入的信號脈衝，經過識另I」、運算、比較以後，一方面輸出相應脈衝寬度的方波給MOS管的驅動電路，整形以後提供給MOS管(6)，自動控制和限定，多定子發電機11的轉速，另一方面根據不斷變化的風量推動風輪的實際現狀，進行轉速檢測自動跟蹤調速、指令多定子發電機作電動機啟動、運轉換氣、發電輸出的自動切換控制，進行限速、電磁製動、過壓、欠壓、電流平衡、限流、過流、漏電、溫度安全保護的各項自動控制；製造較大型發電機時，可擴展上述功能另設與之相匹配的較大型控制櫃。
5.根據權利要求1所述的多定子風力發電換氣兩用機控制器，特徵是所述開關元件 (9)，由中央處理器(4)自動控制的若干組固體接觸器或半導體開關管，輸入端分別與多定子發電機的第一、第二、第三、第四定子繞組的接線端子連接，輸出端(8)外接智能充電器。
6.根據權利要求1所述的多定子風力發電換氣兩用機控制器，特徵是所述控制器的殼體(10)為長方形鋁合金散熱器套件，內設有總電路板(102)，MOS管(6)固定在殼體上、 兩塊側板底座(101)由螺絲與殼體(10)固定，帶有過渡插接件的導線(103)穿過側板底座引出製備。
全文摘要
一種多定子風力發電換氣兩用機控制器，屬於清潔能源的控制器技術領域；包括電源開關、欠壓保護電路、穩壓電源、中央處理器、驅動電路、MOS管、電流平衡電路、開關元件、輸出端，特徵是中央處理器與開關元件連接，傳感器信號通過中央處理器中設置的轉差脈衝比較器程序軟體，運算處理、功率放大，分別控制開關元件與輸出端的接通或斷開，自動調整、控制風力發電機或換氣發電兩用機的各種工作狀態，以適應氣流在自然界瞬息萬變的運動規律，克服目前風力發電機普遍存在的低風速時難以啟動和高風速中輸出電壓不穩定、效益低、佔地空間大、噪音大等問題，免費通風換氣和輸出供電，對於緩解目前與日俱增的城市用電量來說，具有事半功倍的效果。
文檔編號F03D9/00GK102170259SQ201010114109
公開日2011年8月31日 申請日期2010年2月25日 優先權日2010年2月25日
發明者陳國寶 申請人:陳國寶