小型家用风力发电机的设计 ㊣ 精品文档 值得下载

弦波形，因此二次绕组的电流有效值为目前已有各种规格的桥式整流电路成品，如至系列，输出的平均电压，整流电流，使用十分方便。

参数选择由于风力发电机组的输出电压与输出电流是会随着风速的波动而发生很大变化的。

如果整流管的参数选择不当，将使元件遭到破坏。

整流管的参数应根据其在电路中可能承受的最大正反向峰值电压和流过的最大工作电流来选择。

假设风力发电机组的输出电压经过整流后，负荷的额定直流电压，带负荷运行时的最高电压，最大负载电流，依式所示计算出，元件承受的最大正反向峰值电压为元件流过的最大电流为由上式计算结果，可选择最大电流，最大反向电压的硅二极管。

在整流回路中，经常会出现操作过电压获换向过电压。

为了防止过电压破坏元件，通常在整流回路的直流侧接入阻容过电压保护。

电阻和电容的值可参照式所示方法估算，即湖南电气职业技术学院毕业设计式中为输出的整流电压为输出的整流电流为风力发电机输出功率为整流器入口交流线电压，。

蓄电池在独立运行的小型风力发电系统中，广泛使用蓄电池组作为蓄能装置，蓄电池组的作用是当风力较强或用电负荷减小时，可以将来自风力发电机发出的电能中的部分储存在蓄电池中，也就是向蓄电池充电当风力较弱无风或者用电负荷增大时，储存在蓄电池中的电能向负荷供电，以弥补风力发电的不足，达到维持向负荷持续稳定供电的目的。

本系统采用的是铅蓄电池。

蓄电池的性能单格铅蓄电池的电动势约为，将多个单格蓄电池串联组成蓄电池组，可获得不同的蓄电池组电动势。

本论文采用节铅蓄电池串联，组成的蓄电池组。

当外电路闭合时，蓄电池组正负两极间的电位差即为蓄电池组的端电压。

蓄电池组在充电和放电的过程中，端电压是不相等的，充电时端电压高于电动势，放电时端电压低于其电动势。

这是由于蓄电池组存在内阻的原因所致。

蓄电池的容量以表示，其端电压随着放电而逐渐降低，且蓄电池组存在最佳充放电电流，其具体参数将在实际应用中再做具体分析。

蓄电池经过多次充放电后，其容量会降低，当蓄电池的容量敬爱那个地道其额定值的以下时，就再不能使用了，也就是说蓄电池有定的使用寿命。

影响其寿命的原因有很多，如充放电过度蓄电池的电解液浓度太大或者纯度降低以及在高温环境下使用等都会是蓄电池的性能变坏，降低蓄电池的使用寿命。

蓄电池的充放电电压不仅直接影响蓄电池性能，也会影响用电器的寿命与安全。

图分别是蓄电池典型的充放电曲线。

图中纵坐标为蓄电池充放电端电压，曲线标号数字为相应小时的充放和反向输出电压，使可靠的开通和关断。

提供足够大的瞬态功率或瞬时电流，使能迅速建立栅控电场而导通。

尽可能小的输入输出延迟时间，以提高工作效率。

足够高的输入输出电气隔离性能，使信号电路与栅极驱动电路绝缘。

具有灵敏的过流保护能力。

目前，在的栅极驱动电路中广泛采用的是集成电路。

其典型接线方法如图图集成电路接线方法使用时注意如下几点栅射极驱动回路往返接线不能太长般应该小于，并且应该采用双绞线接法，防止干扰。

由于集电极产生较大的电压尖脉冲，增加栅极串联电阻有利于其安全工作。

但是栅极电阻不能太大也不能太小，如果增大，则开通关断时间延长，使得开通能耗增加相反，如果太小，则使得增加，容易产生误导通。

图中电容用来吸收由电源连接阻抗引起的供电电压变化，并不是电源的供电滤波电容，般取值为。

脚过电流保护取样信号连接端，通过快恢复二极管接集电极。

接驱动信号，般脚接脉冲形成部分的地，脚接输入信号的正端，端的输入电流般应该小于，故在脚前加限流电阻。

湖南电气职业技术学院毕业设计为了保证可靠的关断与导通，在栅射极加稳压二极管。

湖南电气职业技术学院毕业设计结论本论文研究了小型独立运行风力发电系统的构成及其运行状况，提出了系统构成的具体解决方案。

论文的重点在于电气设计部分，因此作者对电气设计各部分进行了具体的论证分析，用编程软件对系统进行了逻辑电路的设计及仿真，证明电路的逻辑性正确无误，做到了按照作者的设计要求切换电路。

然后用对整个实际电路进行了详细的仿真，结果表明，在接入仿真三相交流电的情况下，各个输出端的输出达到了预期的要求，证明了方案的切实可行和正确无误。

将该电气设计接入风机组和逆变电路之间，即可实现将风能转化为标准户用型交流电。

本系统采用继电控制系统，可实现在完全的自动化，无需人工控制，方便易行。

可用于电网未通达的偏远地区的户用电力供应。

湖南电气职业技术学院毕业设计参考文献吴治坚新能源和可再生能源的利用北京机械工业出版社，王浩民中国风电技术发展研究报告北京水里水电出版社，法勒古里雷斯著，施鹏飞译风力机的理论与设计北京机械工业出版社，姚兴佳，宋俊风力发电机组原理与应用北京机械工业出版社，秦建国，刘伟小型风力发电机转速控制研究内蒙古内蒙古工业大学信息工程学院，王承煦，张源中国电力百科全书北京中国电力出版社彭鸿才电机原理及拖动北京机械工业出版社，王兆安，黄俊电力电子技术北京机械工业出版社魏伟电气技术华中科技大学电气与电子工程学院王大鹏，吴璟岚电力系统继电保护测试技术北京中国电力出版社，曲学基，曲敬凯，于明扬逆变技术基础与应用北京电子工业出版社，湖南电气职业技术学院毕业设计致谢在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师老师的热情关怀和悉心指导。

在我撰写论文的过程中，老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了罗老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识深厚的学术素养严谨的治学精神和丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。

在论文曲线。

湖南电气职业技术学院毕业设计图蓄电池充电曲线图蓄电池放电曲线从蓄电池充放电曲线可见，如果充电电压过高，将会严重损坏用户的电器若放电电压过低放电电流太大或放电时间过长，不仅影响到用户电器的正常使用，而且会缩短蓄电池的使用寿命。

充放电控制器可防止蓄电池的过充与过放。

充放电保护电路该控制器由电压继电器和它们所控制的动开触点动合触点构成。

其电路如图所示。

下面以本论文额定电压为例，负荷最高充电电压限制在，最低放电电压控制在。

图充放电保护电路充电时，当蓄电池电压低于时，继电器不工作，触点闭合，保持充电状态当该电压高于时，继电器开始工作，继而控制动断触点断开，切断充电电路。

放电时，当蓄电池电压高于时，继电器工作，其控制的动合触点闭合，保持放电状态当该电压低于时，继电器停止工作，其控制的动合触点断开，从而断开了放电电路。

湖南电气职业技术学院毕业设计蓄电池组供电控制设计控制电路如下图所示，在整流输出端引出两线，与逆变器相接，为负载供电，其通断状态用动合触点控制。

并且在蓄电池组的输出端引出两线亦与逆变器相接，作为风能不足时负载的供电电路，其通断状态用动开触点控制。

图蓄电池组供电控制电路当风力充足，发电机正常工作时，逆流继电器的电压线圈和电流线圈内流过的电流产生的磁力使动合触点闭合，风电向负载供电，同时向蓄电池充电当风力不足，发电机转速太低时，逆流继电器产生的磁力消失，此时动开触点闭合，同时动合触点断开，此时即切换成蓄电池组向负载供电。

逆变电路独立运行的异步风力发电动机组输出有是不稳定的交流电，必须用蓄电池储能，才能向用户提供连续平稳的电能，但绝大多数用电器，如日光灯电视机电冰箱电风扇和绝大多数动力机械等都是以交流电工作，因此，在独立运行的风力发电系统中通常需要将直流电再变换成交流电，这种变换过程叫逆变，具有逆变功能的电力电子设备称为逆变器，逆变器还具有自动稳压功能，可改善系统的供电质量。

逆变电路及其工作原理其电路原理图如下所示。

湖南电气职业技术学院毕业设计图单相桥式逆变电路原理逆变器将直流电转换为交流电的逆向过程，是通过功率半导体开关器件的开通和关断作用来实现的。

最基本的逆变电路是单相桥式逆变电路，它可以很好的说明逆变电路的工作原理，其电路结构如图所示。

图中为输入直流电压，为输出交流电压，为逆变器的输出负载。

当开关管闭合，断开时，逆变器输出电压当开关管断开，闭合时，输出电压。

当以频率交替切换开关管和时，则在电阻上获得如图所示的交变电压波形，其周期，这样，就将滞留电压编程了交流电压。

含有各次谐波，如果想得到正玄波电压，则可通过滤波器获得。

图中煮点录音开关世纪是各种半导体开关器件的种理想模型。

逆变电路中常用开关器件有快速晶闸管可关断晶闸管功率晶体管功率场效应晶体管绝缘栅晶体管。

的驱动电路驱动电路是主电路与控制电路之间的接口，是该逆变装置的重要环节，对整个装置的性湖南电气职业技术学院毕业设计能有很大影响。

采用性能良好的驱动电路，可使电力电子器件工作在较理想的状态缩短开关时间，减少开关损耗，对装置的运行效率。

可靠性和安全性都有重要的意义。

简言之，驱动电路的基本任务，就是按照控制目标的要求，将单片机输出的脉冲进行功率放大，转换为加在控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号，从而驱动，保证其可靠工作。

对驱动电路的基本要求如下提供适当的正向效率。

最近，又发展了无齿风机等，进步提高了安全性和效率。

风电制造企业集中度较高。

目前，主要风电设备制造企业集中在欧美国家，全世湖南电气职业技术学院毕业设计界风电机组供应商的前位供应了世界新增装机容量的以上的份额，集中度比较高。

近来，风能德国和三菱重工的市场份额提高迅速。

风电电价快速下降。

由于新技术的运用，风电的电价呈快速下降趋势，且日益接近燃煤发电的成本。

以美国为例，风电机组的造价和发电成本正逐年降低，达到可与常规发电设备不相上下的水平。

有关专家预测，世界风力发电能力每增加倍，成本就下降。

中国的风能资源十分丰富。

根据全国多个气象站的观测资料进行估计，中国陆地风能资源总储量约亿，其中可开发的风能储量为亿，而海上的风能储量有亿，总计为亿。

我国的风电开发起步较晚，大体分为三个阶段。

第阶段是年我国并网风电项目的探索和示范阶段。

其特点是项目规模小，单机容量小，最大单机，总装机容量千。

第二阶段是年示范项目取得成效并逐步推广阶段。

共建个风电场，安装风机台，装机容量万，最大单机。

第三阶段是年后扩大建设规模阶段。

其特点是项目规模和装机容量较大，发展速度较快，平均年新增装机容量万，最大单机容量达到。

随着风电技术的日趋成熟和电力规模的扩大，风力发电机的功率在向大型化方向发展。

风力发电这朝阳产业必将蓬勃发展，成为将来能源供给的支柱产业，风力发电的原理和特点风力发电是利用风能来发电，而风力发电机组是将风能转化为电能的机械。

风轮是风电机组最主要的部件，由桨叶和轮毂组成。

桨叶具有良好的动力外形，在气流的作用下能产生空气动力是风轮旋转，将风能转化为机械能，再通过齿轮箱增速驱动发电机，将机械能转化电能。

然后在依据具体要求需要，通过适当的变换将其存储为化学能或者并网或者直接为负载供电。

风力