新闻

小型风力发电机控制器设计

作者:尊龙现金娱人生就是 发布时间:2020-08-09 15:20 点击数:

  小型风力发电机控制器设计_电力/水利_工程科技_专业资料。电子设计竞赛教程 考试(设计报告) 题 目:小型风力发电机控制器设计 摘要 现有的小型风力发电系统存在能量转换效率低、蓄电池使用寿命短、 控制简单和缺乏完整的系统功率控制等问题。因此提高对蓄电池的

  电子设计竞赛教程 考试(设计报告) 题 目:小型风力发电机控制器设计 摘要 现有的小型风力发电系统存在能量转换效率低、蓄电池使用寿命短、 控制简单和缺乏完整的系统功率控制等问题。因此提高对蓄电池的充电速 度,减少充电损耗,正确地监控蓄电池状态,确保蓄电池的正确使用、延 长蓄电池的使用寿命对小型风力发电有着重要意义。本设计的目的是在分 析现有的小型风力发电系统的基础上,设计简单、高效、高可靠性的风机 控制器,实现风电系统可靠及优化运行。 本设计以单片机 8051 的加强版 STC12C5A60S2 为核心控制整个电路, 具体由风力发电机、控制系统、整流电路、斩波电路、蓄电池充放电控制 电路、蓄电池及其用电设备组成,功能上能保证系统安全运行,在电气特 性和机械特性允许范围内运行。减少风速随机变化对输出电能的影响,使 输出电压稳定,减少纹波。合理调度系统电能,保证向负载提供连续电能。 保护蓄电池,防止过充和过放,提供足够充电能量进行快速充电。? 综上所述,本设计将具有可靠性更高、价格更廉等优势,对于增强市 场竞争能力,加速小型风力发电的普及和应用,节约能源和保护环境都具 有重要意义。 关键词:发电机 整流 锂电池 环保 目录 一 绪论 随着现代工业的发展和社会的进步,人们对供电持续性和供电量的要 求也越来越高。而煤炭、石油的日趋减少,开发新能源成为当今社会最热 门的话题之一。风能作为一种自然资源,它有取之不尽、清洁无污染等优 点,所以被人们称为“绿色资源”受到青睐。利用可再生能源可以节约能 源和保护环境,而风力发电与其它再生能源相比,更具竞争潜力,因而发 展迅速。 我国的风能资源十分丰富,目前已经探明的风能储量约为 3226GW,其 中可利用风能约为 253GW,主要分布在西北、华北和东北的草原和戈壁以 及东部和东南沿海及岛屿上。据统计,截至到 2006 年底,我国大陆地区 已建成并网型风电场 91 座,累计运行风力发电机组 3311 台,总容量达 万 kW。已经建成并网发电的风场主要分布在新疆、内蒙、广东、浙江、辽 宁等 16 个省区。根据电监会公布的数据,截至 2006 年底,中国发电装机 容量达到 62200 万 kW,风力发电占全国总装机容量的 %。和火力发电相 比,风力发电还具有以下显着的优点: ① 风能是一种可再生的洁净能源,它既不消耗自然资源,也不污染环 境,这是火力发电所无法比拟的。 ② 风力发电系统的建设周期要比火力发电系统短,而且投入的资金也 要少得多。 ③ 由于现代高科技技术得融入,使得风力发电的可靠性得到显着提 高。大中型风力发电机组的可靠性从 80 年代的 50%提高到 98%,已经 高于火力发电,并且机组寿命可达 20 年以上。 ④ 与火力发电相比,风力发电机组建设的占地面积要远远小于火力发 电,并且风力发电既可以并网运行,也可以和其他能源,如柴油发电、太 阳能发电、水力发电组成互补系统。还可以独立运行。对于解决边远无电 或供电困难地区的用电问题提供了现实的可行性。 由以上所述可以看出,风力发电对我国的经济发展有着巨大的意义。作者 希望通过 对小型风力发电机及其相关控制技术的研究,来改进和完善风力发电技术, 为风力发电技术的发展提出一些创造性的想法。 二 小型风力发电系统原理 风力发电系统组成 普通的独立式小型风力发电系统由风力发电机、控制系统、整流电路、 斩波电路、蓄电池充放电控制电路、蓄电池及其用电设备组成(见图 ), 其中整流电路和斩波电路也可以合称为电能变换单元电路,它实现了将风 能转换为电能和变换为能够使用的电能的整个过程。利用风力带动发电机 发电,将发出的电能存储在蓄电池中,在需要使用的时候再把存储的电能 释放出来。 风力发 电机 控制系统 整流 AC/DC 斩波 AC/DC 直流负载 充电器 蓄电池组 图 小型风力发电系统结构示意图 风电系统的运行特点 对于独立运行的小型风力发电系统,它的工作情况主要由风速、蓄电池 状态和负载情况决定,发电机输出的能量要与负载当前消耗的能量以及蓄 电池所能储存的能量总和匹配。系统运行状态的分析如表所示: 表 风电系统运行模式 状态是否存在 风机状态 蓄电池状态 负载状态 发电 不发电 充电 放电 有电 无电 1 0 1 0 1 0 NO 0 0 0 YES(状态 1) 0 0 1 NO 0 1 0 NO 0 1 1 NO 1 0 0 YES(状态 2) 1 0 1 YES(状态 3) 1 1 0 YES(状态 4) 1 1 1 状态说明: 状态 1:风机不发电,由蓄电池单独为负载供电; 状态 2:风机发电,由风机和蓄电池一起为负载供电; 状态 3:风机发电,为蓄电池充电,风机和蓄电池都没有为负载供电; 状态 4:风机发电,为蓄电池充电的同时也为负载供电。 由以上状态分析可以看出,风力发电系统一般都是在以上四种状态下 工作的,随着外界环境的变化,如风速、风向的不同,还有负载工作情况 的变化,整个风力发电系统是在四种状态间切换工作的。 当由于环境风速低于风力机的启动风速,而使风力发电机无法发电时, 则要由蓄电 池为负载供电,这就是第一种工作状态;当风速足够大,风力发电机可以 发电,且蓄电 池不需要充电时,则可以由风力机和蓄电池一同为负载供电,若负载较小 时,也可由风 力发电机单独为负载供电,这就是第二种工作状态;当风速不是很大,且 蓄电池亏电较 为严重时,为了保护蓄电池,则需要停止为负载供电,而风力发电机只为 蓄电池充电, 这就是第三种工作状态;与第三种状态类似,当蓄电池亏电严重,而风速 较大时,风力 发电机发出的电能较多,除了满足为蓄电池充电外,还可以为负载供电, 这就是第四种 工作状态。 电能变换单元和控制单元 整流器 在发电系统中,整流模块是非常重要的一个环节。发电机发出的交流 电能必须通过整流模块,整形成直流电能,才能向蓄电池充电,或给后接 负载供电。根据发电系统的容量不同,整流器可分为可控整流器和不可控 整流器两种,可控型整流器主要用在大功率的发电系统中,可以克服由于 电感过大引起的体积大、功耗大等缺点;不可控型整流器主要用在功率较 小的发电系统中,其特点是体积小、成本较低。 可控型整流器如图 所示,其使用的是全控或半控型的功率开关管, 如门极可关断晶体管 GTO、功率 MOSFET 或门极绝缘双极性晶体管 GTR 等。 图 2. 2 可控整流桥式电路 不可控整流器如图 所示,其使用的是不可控型的功率开关管,如大 功率二极管,该电路具有结构简单、功耗低、成本低等优点,普遍应用在 中、小功率发电系统中。 图 不可控整流桥式电路 DC/DC 变换器 DC/DC 变换器是使用半导体开关器件,通过控制器件的导通和关断时 间,再配合 电感、电容或高频变压器等以连续改变和控制输出直流电压的变换电路。 一般情况下,直-直变换器分为直接变换和间接变换两种,直接变换 没有变压器的介入,直接进行直流电压的变化,这种电路也称为非隔离型 的 DC/DC 变换器(斩波电路);间接变换则是先将直流电压变换为交流电 压,经变压器转换后再变换为直流电压,此种直-交-直电路也称为隔离 型 DC/DC 变换器。 近年来,随着高频化、软开关和三电平技术的不断发展,DC/DC 变换 器向着体积 更小、重量更轻、效率更高的方向发展,可供风力发电系统使用的 DC/DC 变 换器类型也不断增加。 在风力发电系统中使用的 DC/DC 变换器具有以下特点: ① 与传统的 DC/DC 变换器相比,在风力发电系统中使用的 DC/DC 变 换器除了具有电压变换的作用外,还要实现最大功率点跟踪( MPPT— Maximum Power Point Tracking)功能。(又可称为最大功率输出控制) ② 在闭环控制的系统的中,DC/DC 变换器的反馈信号常为其输出电 压,而在风电系统中,为了实现风力发电机的最大功率输出控制,就需要 采用相应的 MPPT 算法,因此,DC/DC 的反馈信号就不只仅限于输出电压 了,还可能使用变换器的输入电压、输出电流或输出功率等作为反馈参数。 ③ 传统的 DC/DC 变换器多为专用芯片提供控制信号,其控制比较简 单;而在风电系统中,由于要实现 MPPT 功能,所以需要使用单片机或 DSP, 采用 PWM 控制方式来调节功率开关管来实现系统功能。 锂电池 锂电池的介绍 在数码产品中,无论是从技术角度评估还是从价格方面的考虑,电池 都占有十分重要的地位。时值今日,市场上正在销售的数码产品中,所使 用的电池已经基本完成了从镍电池到锂电池的过渡。也许是由于电池刚刚 完成了一次镍电池到锂电池的革命,所以人们对锂电池的认识并不统一, 在许多情况下不正确的说法和做法颇为流行。因此,懂得一点锂电池的知 识,掌握锂电池的正确使用方法是非常有必要的。 锂电池的种类 目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)与锂离子(Li-ion) 两种类型。锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池(LiB)和聚合物锂 离子电池(LiP)两种。所以在许多情况下,电池上标注了 Li-ion 的,一 定是锂离子电池。但不一定就是液体锂离子电池,也有可能是聚合物锂离 子电池。 锂离子电池是锂电池的改进型产品。锂电池很早以前就有了,但锂是一种 高度活跃的金属,它使用时不太安全,经常会在充电时出现燃烧、爆裂的 情况,后来就有了改进型的锂离子电池,加入了能抑制锂元素活跃的成份 (比如钴、锰等等)从而使锂电真正达到了安全、高效、方便,而老的锂 电池也随之基本上淘汰了。至于如何区分它们,从电池的标识上就能识别, 锂电池为 Li、锂离子电池为 Li-ion。现在,笔记本和手机使用的所谓“锂 电池”,其实都是锂离子电池。 现代电池的基本构造包括正极、负极与电解质三项要素。作为电池的 一种,锂离子电池同样具有这三个要素。一般锂离子技术使用液体或无机 胶体电解液,因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分,这就增加了电 池的重量和成本,也限制了尺寸大小和造型的灵活性。 锂电池的充电方法 阶段 1:小电流预充 先用 50mA 小电流对电池预充。 当电池电压= 时转到下一阶段。 阶段 2:恒流充 用 500mA 恒定电流对电池快速充电。 当电池电压= 时转到下一阶段。 阶段 3:恒压充 逐渐减少充电电流,保证电池电压恒定= 当充电电流=50mA 时,停止充电 阶段 4:涓流充 充电结束后,为维持电池电压,进行小电流脉冲充电。 因为锂电池的自放电较轻微,故该阶段可省略。如图 所示。 图 锂电池充电过程曲线 三 小型风力发电机控制器的设计 电机的选择 手摇发电机 发电机是由线圈作为转子,磁铁作为定子,形成稳定磁场。手摇使线 圈在磁场中连续转动切割磁场,发生电磁感应现象,产生电流。定子由机 座.定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。线圈作为 转子,磁铁作为定子,形成稳定磁场。手摇使线圈在磁场中连续转动切割 磁场,发生电磁感应现象,产生电流。其原理图如图所示。 图发电机原理图 本设计采用的是拆机日产直流减速电机,额定功率 10W,最大电流 500mA。适合电压:6V-24V,转速:32-130 转/分钟,重量:200 克。 直流减速电机,即齿轮减速电机,是在普通直流电机的基础上,加上 配套齿轮减速箱。齿轮减速箱的作用是,提供较低的转速,较大的力矩。 同时,齿轮箱不同的减速比可以提供不同的转速和力矩。这大大提高了, 直流电机在自动化行业中的使用率。减速电机是指减速机和电机(马达) 的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的 减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速电机广泛应用于钢铁行业、 机械行业等。使用减速电机的优点是简化设计、节省空间。 直流减速电机在机电行业是比较常见的微型减速电机,但是对于减速 电机的性能和材料了解应该不太多而且厂家如何选择材料的等比较专业的 知识不是一两天能明白的,主要从:考虑磁场性质,考虑各种齿轮减速电机 对冲片铁心磁导率的方向性和均匀性冷轧,考虑减速电机铁心工作磁密高 低,考虑铁心损耗大小等几个方面入手,但是对于国外的高技术含量的减 速机对材料结构设计上的选择,了解还不深,所以以上都是国产直流减速 电机的一些知识。 图发电机实物图 电机特性曲线 一、转速特性曲线:电动机的转速特性是在描述电动机转速为 n 与电 枢电流 Ia 的关系,一般将电动机输入额定的电压,同时调整激滋电流及负 载,使电动机在满载情形下,维持激滋电流及端电压不变下,逐渐调速负 载,以过到额定转速的曲线,经电枢电流 Ia 为横座标,转速 n 为纵座标所 描绘出的曲线称为转速特性曲线。 图 转速特性曲线 二、转矩特性曲线:电动机的转矩特性曲线是在描述电动机的转矩 T 与电枢电流 Ia 的关系,一般将电动机的端电压与磁场电流维持在定值,逐 渐调整负载,以电枢电流 Ia 为横座标,转矩 T 为纵座标所描绘出的曲线称 为转矩特性曲线。其转矩特性曲线和转换电路如图和图所示。 图 转矩特性曲线 图发电电压转换电路 单片机(单片机 STC12C5A60S2) 产品介绍 在众多的 51 系列单片机中,要算国内 STC 公司的 1T 增强系列更具有 竞争力,因他不但和 8051 指令、管脚完全兼容,而且其片内的具有大容量 程序存储器且是 FLASH 工艺的,如 STC12C5A60S2 单片机内部就自带高达 60K FLASH ROM,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。而且 STC 系列单片机支持串口程序烧写。显而易见,这种单片机对开发设备的要 求很低,开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密,这 又很好地保护了你的劳动成果。重要的一点 STC12C5A60S2 目前的售价与传 统 51 差不多,市场供应也很充足。是一款高性价比的单片机。 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期 (1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代 8051 单片机,指令代 码完全兼容传统 8051,但速度快 8-12 倍。内部集成 MAX810 专用复位电路,2 路 PWM,8 路高速 10 位 A/D 转换(250K/S),针对电机控制,强干扰场合。 单片机 STC12C5A60S2 的特点 1.增强型 8051 CPU,1T,单时钟/机器周期,指令代码完全兼容传统 8051; 2.工作电压:STC12C5A60S2 系列工作电压:单片机)STC12LE5A60S2 系 列工作电压:单片机); 3.工作频率范围:0 - 35MHz,相当于普通 8051 的 0~420MHz; 4.用户应用程序空间 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字节; 5.片上集成 1280 字节 RAM; 6.通用 I/O 口(36/40/44 个),复位后为:准双向口/弱上拉(普通 8051 传统 I/O 口),可设置成四种模式:准双向口/弱上拉,推挽/强上拉,仅为 输入/高阻,开漏,每个 I/O 口驱动能力均可达到 20mA,但整个芯片最大不 要超过 55Ma; 7. ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需 专用仿真器 可通过串口直接下载用户程序,数秒即可完成一片; 8.有 EEPROM 功能(STC12C5A62S2/AD/PWM 无内部 EEPROM); 9. 看门狗; 10.内部集成 MAX810 专用复位电路(外部晶体 12M 以下时,复位脚可直 接 1K 电阻到地); 11.外部掉电检测电路:在口有一个低压门槛比较器,5V 单片机为,误 差为+/-5%,单片机为,误差为+/-3%; 12.时钟源:外部高精度晶体/时钟,内部 R/C 振荡器(温漂为+/-5%到 +/-10%以内) 1 用户在下载用户程序时,可选择是使用内部 R/C 振荡器还是 外部晶体/时钟,常温下内部 R/C 振荡器频率为:单片机为:11MHz~,单 片机为:8MHz~12MHz,精度要求不高时,可选择使用内部时钟,但因为有 制造误差和温漂,以实际测试为准; 13.共 4 个 16 位定时器 两个与传统 8051 兼容的定时器/计数器,16 位 定时器 T0 和 T1,没有定时器 2,但有独立波特率发生器 做串行通讯的波 特率发生器 再加上 2 路 PCA 模块可再实现 2 个 16 位定时器; 14. 2 个时钟输出口,可由 T0 的溢出在 T0 输出时钟,可由 T1 的溢出 在 T1 输出时钟; 15.外部中断 I/O 口 7 路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增 支持上升沿中断的 PCA 模块, Power Down 模式可由外部中断唤醒, INT0/,INT1/,T0/, T1/, RxD/,CCP0/(也可通过寄存器设置到 ), CCP1/ (也 可通过寄存器设置到; 16. PWM(2 路)/PCA(可编程计数器阵列,2 路): ——也可用来当 2 路 D/A 使用 ——也可用来再实现 2 个定时器 ——也可用来再实现 2 个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可分别或同 时支持); D 转换, 10 位精度 ADC,共 8 路,转换速度可达 250K/S(每秒钟 25 万 次)18.通用全双工异步串行口(UART),由于 STC12 系列是高速的 8051,可 再用定时器或 PCA 软件实现多串口; 18. STC12C5A60S2 系列有双串口,后缀有 S2 标志的才有双串口, RxD2/(可通过寄存器设置到,TxD2/(可通过寄存器设置到; 工作温度范围:-40 - +85℃(工业级) / 0 - 75℃(商业级)21.封装: PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48 I/O 口不够时,可用 2 到 3 根普通 I/O 口线(均可级联)来扩展 I/O 口, 还可用 A/D 做按键扫描来节省 I/O 口,或用双 CPU,三线通信,还多了串口。 其管脚图和控制电路图如图和图所示。 图 STC12C5A60S2 管脚图 图 单片机系统控制电路 四 流程图和电路图 流程图和控制原理图 控制器原理图如图所示 图 控制器原理图 通过采集电池电压来判断电池充电和不充电,通过采集电流大小判断来 保护电池。 控制器是由一些电子元器件组成,起一个“开关”的作用。当 发电机输出的交流电经过整流后,如果锂电池电压低于系统设定的电压时, 控制器使充电电路接通,发电机开始向锂电池充电;当锂电池电压上升到 保护电压的时候充电控制开关电路截止,发电机停止向锂电池充电,以免 锂电池过充影响寿命。在此基础上保证了锂电池的使用寿命。 硬件结构框图如所示。 PWM 输出电路 单 片 驱动电路 机 主充电电路 锂电池 硬件结构框图 显示器 A/D 电压检测电路 转 电流检测电路 换 半波整流电路 变压器的次级绕组与负载相接,中间串联一个整流二极管,就是半波 整流。利用二极管的单向导电性,只有半个周期内有电流流过负载,另半 个周期被二管所阻,没有电流。这种电路,变压器中有直流分量流过,降 低了变压器的效率;整流电流的脉动成分太大,对滤波电路的要求高。只 适用于小电流整流电路。其整流电路如图和图所示。 图 半波整流电路 它由电源变压器 Tr 整流二极管 D 和负载电阻 RL 组成,变压器的初级接 交流电源,次级所感应的交流电压为 u2 U2mSinat 2U2Sinat 。 其中 U2m 为次级电压的峰值,U2 为有效值。 电路的工作过程是:在 u2 的正半周(ωt = 0~π),二极管因加正向偏压而导通,有电流 iL 流过 负载电阻 RL。由于将二极管看作理想器件,故 RL 上的电压 uL 与 u2 的正半 周电压基本相同。 在 u2 的负半周(ωt =π~2π),二极管 D 因加反向电 压而截止,RL 上无电流流过,RL 上的电压 uL = 0。 图 整流波形 由于二极管的单向导电作用,使流过负载电阻的电流为脉动电流,电压 也为一单向脉动电压,其电压的平均值(输出直流分量)为 U L 1 2 2 0 2U 2 Sinatd(at ) 1 2 0 2U 2Sinatd(at) 2 U2 0.45U 2 流过负载的平均电流为 IL UL RL 0.45 U 2 RL 流过二极管 D 的平均电流(即正向电流)为 ( 4-1 ) ( 4-2 ) ( 4-3 ) ( 4-4 ) ID IL UL RL 0.45 U2 RL 加在二极管两端的最高反向电压为 ( 4-5 ) URM 2U2 选择整流二极管时,应以这两个参数为极限参数。 ( 4-6 ) 半波整流电路简单,元件少,但输出电压直流成分小(只有半个波),脉 动程度大,整流效率低,仅适用于输出电流小、允许脉动程度大、要求较低 的场合。 图 电源电路 显示屏 本设计使用 Nokia/诺基亚 5110 LCD 显示屏,是 NOKIA 公司生产的可 用于其 5110、6150,6100 等系列移动电话的液晶显示模块,国内厂家也生 产有类似的兼容产品。该产品除应用于移动电话外,也可广泛应用于各类 便携式设备的显示系统。与其它类型的产品相比,该模块具有以下特点: (1)、84x48 的点阵 LCD,可以显示 4 行汉字; (2)、采用串行接口与主处理器进行通信,接口信号线数量大幅度减 少,包括电源和地在内的信号线 条。支持多种串行通信协议(如 AVR 单片机的SPI、MCS51 的串口模式0等),传输速率高达 4Mbps,可全速写 入显示数据,无等待时间; (3)、可通过导电胶连接模块与印制版,而不用连接电缆,用模块上 的金属钩可将模块固定到印制板上,因而非常便于安装和更换; (4)、LCD 控制器/驱动器芯片已绑定到 LCD 晶片上,模块的体积很 小; (5)、采用低电压供电,正常显示时的工作电流在 200μA 以下,且具 有掉电模式。 图 5110 产品引脚图 图 LCD 显示电路 锂电池选择 本设计采用一个废旧的锂电池,具体参数如表所示。充电电路如图所 示。 表 锂电池参数 序号 内容 参数 1 标称电压 2 标称容量 300MAH 3 充电限制 4 电压池内阻 ≤250mΩ(Max) 5 充电方式 CC/CV 6 充电制 1.标准充电. 恒流/恒压方式 2.快速充电 1C 7 充电时间 标准充 8Hours 电快速充 8 最 大 充 电 电300mA 9 电最流大 放 点 600mA 10 电过流充 限 制 ± 11 电过流放 限 制 ± 12 电工压作温度 充电 0-45℃ 放电 -20-60℃ 13 贮存温度 1 个月 -20-45℃ 6 个月 -20-35℃ 14 重量 约8克 备注 1C 充电,恒流 放电到 恒流/恒压 初始充电电流 6初0m始A 充 电电 流 300mA 运输时推荐贮 存温度为 23℃ 近似值 图 充电电路 检测电路 检测电路包括充电电压检测、充电电流检测。 电压检测 电压检测电路的设计主要考虑的问题有:在正常充电的过程中,电池 端电压 U 的变化范围是至,要使单片机检测 U,需以某种途径把 U 的变化映 射到 O 至 5V 的范围内;在测量中,需要用低压器件去测量高电压、强电流 模拟量,如果模拟量与数字量之间没有电气隔离,那么,高电压、强电流 很容易串入低压器件,并将其烧毁。本次设计采用精密电阻进行比例衰减, 把输入电压量程范围转化为 AD 转换器的量程范围,然后经 RC 滤波,再送 给 AD 转换器测量。线性光耦可以较好的实现输入侧和输出侧之间的隔离, 且输出跟随输入变化,线性度达%。 电流检测 电阻检测法: 电阻检测法属于直接式检测法,一般是通过测量串接电路中电阻两端 的电压信号来计算得到所要测的电流大小,测量电流的上限一般不能太大。 直接得到的电信号是模拟信号,一般都比较微弱,还须外接放大电路将信 号放大,再通过 A/D 转换电路将其转化为数字信号。其检测电路如图所示。 图 电阻串联检测电流法 五 调试 实物图如图所示。 图实物图 控制器工作状态:红灯表示控制板接通电源;黄灯表示发电机正在发 电工作;绿灯表示控制器正在为锂电池充电;显示屏采集锂电池电压信号, 显示出来。 其部分实物图如图所示。 图部分实物图 小型风力发电机控制器模拟实物图:绿色框图为手摇直流加速发电机; 蓝色框图为控制器;红色框图为锂电池。 六 结语 本文通过一种小型风力发电机控制器的设计过程,对小型风力发电系 统进行了较为全面的研究。 论文主要完成以下工作: (1)、介绍了小型风力发电系统的结构、组成、工作原理,以及各组成部 分的简要发展情况; (2)、对所设计的控制器零件进行选择和分析; (3)、对设计的控制机器的关键技术进行了详细的分析并测试; (4)、对现有小型风力发电机技术的总结和猜想。 除了以上所做的各项工作外,本文也有几点缺憾之处: 首先,由于时间等因素,未能使用风力发电机来进行设计,只能选择 小型的手摇直流减速电机来模拟发电,功率过小,不能表现完整的风力发 电过程; 其次,对于蓄电池的了解不够深入,因而只对蓄电池做一个简单的介绍, 选择一个适合手摇电机的小容量锂电池来设计来作为一个电源,希望在小 容量的简单电路中打好基础; 最后,基于本设计只是建立在模仿与猜想中完成,对于表现风力发电 系统的总体结构不能有很好的代表性。因为知识的缺陷,导致设计的进度 有延缓,真的感到十分抱歉。 即使存在一些遗憾,不过本次设计还是充满许多未知和进步,本人希望通 过本文对小型风力发电机控制器进行的研究,能够对未来风力发电技术的 研究工作有所帮助,本文的缺陷,还有待日后不断的进行深入研究。


尊龙现金娱人生就是

@SHENZHEN ENERGY Corporation All Rights Reserved.

尊龙现金娱人生就是