光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)、空氣壓縮系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)，屬于風(fēng)能【技術(shù)領(lǐng)域】。光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)包括風(fēng)葉、風(fēng)車軸、定子和轉(zhuǎn)子，所述風(fēng)葉上設(shè)置有光伏電池膜，所述的風(fēng)車軸固定于轉(zhuǎn)子軸芯上，轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子外周，所述定子包括定子鐵芯和其上嵌放的定子主繞組和副繞組；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和其上嵌放的轉(zhuǎn)子繞組，光伏電池所輸出的電壓經(jīng)第一逆變器變?yōu)榈谝蝗嘟涣麟?，該第一三相交流施加于定子的主繞組；轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)集線器輸出第二三相交流電，該第二三相交流電經(jīng)整流器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，該直流電?jīng)第二逆變器變換為與第一三相交流的三相分別同頻同相的第三三相交流電，第三三相交流電施加于副繞組。所述光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)在微風(fēng)下就可以輸出較大的動能。
【專利說明】光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)、空氣壓縮系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)、空氣壓縮系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)，屬于風(fēng)能發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)力發(fā)動機(jī)，風(fēng)葉都很大，有風(fēng)葉的甚至達(dá)到50米，由于風(fēng)葉比較大，在風(fēng)速比較小時，風(fēng)力發(fā)動機(jī)難以啟動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明目的是提供光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)、空氣壓縮系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)能夠在微風(fēng)時啟動，其可應(yīng)用于空氣壓縮系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)，其包括風(fēng)葉、風(fēng)車軸、定子和轉(zhuǎn)子，所述風(fēng)葉上設(shè)置有光伏電池膜，所述的風(fēng)車軸固定于轉(zhuǎn)子軸芯上，轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子外周，所述定子包括定子鐵芯和其上嵌放的定子主繞組；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和其上嵌放的轉(zhuǎn)子繞組，光伏電池所輸出的電壓經(jīng)第一逆變器變?yōu)榈谝蝗嘟涣麟?，該第一三相交流施加于定子的主繞組。
[0005]優(yōu)選地，光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)還包括風(fēng)力發(fā)動機(jī)控制模塊、第一采樣電路和第二采樣電路，其中第一采樣電路用于采樣第一逆變器所輸出的第一三相電的每一相的電壓和電流，第二采樣電路用于采樣第二逆變器所輸出的第三三相電的每一相的電壓和電流，風(fēng)力發(fā)動機(jī)控制模塊根據(jù)電壓和電流的采樣值分別控制第一逆變器和第二逆變器。
[0006]優(yōu)選地，光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)還包括充電器、第一電池組、第一電池組切換開關(guān)、第二電池組、第二電池組切換開關(guān)和電池組控制模塊，其中，電池組控制模塊給第一電池組切換開關(guān)提供第一切換控制信號以使充電器經(jīng)第一電池組切換開關(guān)交替給第一電池組和第二電池組充電；電池組控制模塊還給第二電池組切換開關(guān)提供第二切換控制信號以使第一電池組和第二電池組經(jīng)第二電池組切換開關(guān)交替給第一逆變器提供直流電能。
[0007]優(yōu)選地,光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)還包括MPPT控制模塊,其依據(jù)太光伏電池輸出電壓、輸出電流的采樣值，調(diào)節(jié)充電器功率，在環(huán)境溫度、光強(qiáng)發(fā)生變化時，使太陽能電池總處于最大功率輸出狀態(tài)，提高太陽能電池的使用效率。
[0008]優(yōu)選地，光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)還還包括本地控制器，其包括人機(jī)接口和通信控制接口，所述人機(jī)接口用連接按鍵和顯示器；通信控制接口用于與本地個人計算機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
[0009]為實現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供一種空氣壓縮系統(tǒng)，其利用上述任一的光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)以將常壓空空氣壓縮成高壓空氣。
[0010]為實現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供一種發(fā)電系統(tǒng)，其利用上述的空氣壓縮系統(tǒng)所產(chǎn)生的壓縮空氣進(jìn)行發(fā)電?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明提供的光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)的組成示意圖；
圖2是本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)動機(jī)模塊的控制流程圖；
圖3是本發(fā)明提供的MPPT控制模塊的流程圖；
圖4是本發(fā)明提供的電池管理控制模塊的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0013]圖1是本發(fā)明提供的光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)的組成示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)包括風(fēng)葉、風(fēng)車軸、定子和轉(zhuǎn)子，所述風(fēng)葉上設(shè)置有光伏電池膜，所述的風(fēng)車軸固定于轉(zhuǎn)子軸芯上，轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子外周，所述定子包括定子鐵芯和其上嵌放的定子主繞組Ul、Vl和Wl和副繞組U2、V2和W2 ;所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和其上嵌放的轉(zhuǎn)子繞組U3、V3和W3，光伏電池所輸出的電壓經(jīng)第一逆變器I變?yōu)榈谝蝗嘟涣麟?，該第一三相交流電分別施加于定子的主繞組Ul、Vl和Wl ;轉(zhuǎn)子繞組U3、V3和W3經(jīng)集線器輸出第二三相交流電，該第二三相交流電經(jīng)整流器5轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，該直流電?jīng)第二逆變器2變換為與第一三相交流的三相分別同頻同相的第三三相交流電，第三三相交流電施加于副繞組U2、V2和W2。
[0014]光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)還包括風(fēng)力發(fā)動機(jī)控制模塊、第一采樣電路3和第二采樣電路4，其中第一采樣電路用于采樣 第一逆變器所輸出的第一三相電的每一相的電壓和電流，第二米樣電路用于米樣第二逆變器所輸出的第三三相電的每一相的電壓和電流，風(fēng)力發(fā)動機(jī)控制模塊根據(jù)電壓和電流的采樣值分別控制第一逆變器和第二逆變器。
[0015]光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)還包括MPPT控制模塊,其依據(jù)光伏電池輸出電壓、輸出電流的米樣值，調(diào)節(jié)充電器功率，在環(huán)境溫度、光強(qiáng)發(fā)生變化時，使太陽能電池總處于最大功率輸出狀態(tài)，提高太陽能電池的使用效率。如圖1所示，電阻Rl和R2相串聯(lián)而后并聯(lián)到光伏電池兩端，其中間節(jié)點(diǎn)用于取出光伏電壓的取樣電壓；光伏電池的負(fù)極通過電阻R7接地，R7為電流采樣電阻，MPPT控制模塊根據(jù)采樣電壓和采樣電流的值給充電器提供控制信號。
[0016]光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)還包括充放電系統(tǒng)，所述充放電系統(tǒng)包括充電器、第一電池組E1、第二電池組E2、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)K2、第一電池組采樣電路、第二電池組米樣電路和蓄電池控制模塊，其中，第一電池組米樣電路由電阻R3和R4組成，電阻R3和R4相串聯(lián)后并聯(lián)在第一電池組兩端，其中間節(jié)點(diǎn)對地電壓為.!第二電池組采樣電路由電阻R5和R6組成，電阻R5和R6相串聯(lián)后并聯(lián)在第一電池組兩
端，其中間節(jié)點(diǎn)對地電壓為G。蓄電池控制模塊根據(jù)采樣電路所采樣的電池組的值控制第一轉(zhuǎn)換開關(guān)和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作狀態(tài)，以使充電器通過第一轉(zhuǎn)換開關(guān)交替給第一電池組和第二電池組充電；以使第一電池組和第二電池組充電交替給逆變器提供直流電能，第一電池組和第二電池組不是用于存儲電能，而是穩(wěn)定逆變器輸出電壓，保證空氣壓縮機(jī)正常工作。因而所需蓄電池容量極低。
[0017]光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)還包括本地控制器，其包括人機(jī)接口和通信控制接口，所述人機(jī)接口用連接按鍵和顯示器；通信控制接口用于與本地個人計算機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
[0018]圖2是本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)動機(jī)模塊的控制流程圖；如圖2所示，風(fēng)力發(fā)動機(jī)模塊的控制過程如下:
步驟1:檢測第一采樣電路所采樣第一逆變器所輸出第一三相交流電每一相的電流信號和電壓信號；檢測第二采樣電路所采樣第二逆變器所輸出第三三相交流電每一相的電流信號和電壓信號；
步驟2:判斷，如果每一相的電流和電壓信號的相位分別相同，則執(zhí)行步驟3 ;否則執(zhí)行步驟4 ;
步驟3:使第二逆變器輸出的三相交流電分別接入定子的三個副繞組步驟4:給第一逆變器和第二逆變器關(guān)發(fā)送控制信號，以分別調(diào)整第一逆變器所輸出第一三相交流電每一相的電流信號和電壓信號和第二逆變器所輸出第三三相交流電每一相的電流信號和電壓信號，而后返回步驟I。
[0019]圖3是本發(fā)明提供的MPPT控制模塊的流程圖。如圖3所示，MPPT的控制過程包括:
501:使MPPT控制器初始化；
502:設(shè)定定時器常數(shù)；
503:啟動定時器中斷服務(wù)程序；
504:反復(fù)運(yùn)行MPPT算法，以尋求最大輸出功率。
[0020]定時中斷服務(wù)程序包括:
501:關(guān)斷直饋開關(guān)；
502:運(yùn)行MPPT算法；
503:記錄最大功率點(diǎn)功車tI ；
504:開啟直饋開關(guān)；
505:運(yùn)行MPPT算法；
506:記錄最大功率點(diǎn)功率巧；
507:判斷P1 > P2是否成立，如果是，則執(zhí)行S08，否則執(zhí)行S09 ；
508:關(guān)閉直饋開關(guān)；
509:返回主程序。
[0021]MPPT算法包括:
SOl:測量t時刻光伏電池的輸出電壓^和電流久，并計算輸出功率巧;
S02:使i時刻光伏電池的輸出功率巧和上一時刻光伏電池的輸出功率/L1進(jìn)行比較，如果巧=,則記錄最大功率點(diǎn)功率，否則執(zhí)行步驟S03 ；
503:判斷巧> I1是否成立，如果是，則執(zhí)行S04，否則，執(zhí)行S05 ；
504:使 4 = & +APr，而后執(zhí)彳丁 S06 ；
S05:使^ = 1—Δ ；
S06:返回 SOl0[0022]圖4是本發(fā)明提供的電池管理控制模塊的工作流程圖。如圖4所示，電池管理控制模塊的工作流程包括:
SOl:電池管理模塊初始化；
S02:測量電池組I的輸出電圧\ ;測量電池組2的輸出電圧^ ；
503:判斷F1 > F2是否成立，如果是，則執(zhí)行S04，否則，執(zhí)行S06 ；
504:判斷F1 > Fm是否成立，如果是，則執(zhí)行S05，否則，執(zhí)行S08 ；
505:使電池組I給逆變器供電，使充電器給電池組2充電；
506:判斷匕> Fsi是否成立，如果是，則執(zhí)行S07，否則，執(zhí)行S08 ；
507:使電池組2給逆變器供電，使充電器給電池組I充電；
508:通知壓縮機(jī)控制模塊停機(jī)，并延時等待；
509:返回 S02。
[0023]以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的工作原理，但是【具體實施方式】僅是用于示范地說明本發(fā)明。說明書僅是用于解釋權(quán)利要求書。但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于說明書。任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人 員在本發(fā)明批露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)，其特征在于，其包括風(fēng)葉、風(fēng)車軸、定子和轉(zhuǎn)子，所述風(fēng)葉上設(shè)置有光伏電池膜，所述的風(fēng)車軸固定于轉(zhuǎn)子軸芯上，轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子外周，所述定子包括定子鐵芯和其上嵌放的定子主繞組；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和其上嵌放的轉(zhuǎn)子繞組，光伏電池所輸出的電壓經(jīng)第一逆變器變?yōu)榈谝蝗嘟涣麟姡摰谝蝗嘟涣魇┘佑诙ㄗ拥闹骼@組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)，其特征在于，還包括風(fēng)力發(fā)動機(jī)控制模塊、第一采樣電路和第二采樣電路，其中第一采樣電路用于采樣第一逆變器所輸出的第一三相電的每一相的電壓和電流，第二采樣電路用于采樣第二逆變器所輸出的第三三相電的每一相的電壓和電流，風(fēng)力發(fā)動機(jī)控制模塊根據(jù)電壓和電流的采樣值分別控制第一逆變器和第二逆變器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)，其特征在于，還包括充電器、第一電池組、第一電池組切換開關(guān)、第二電池組、第二電池組切換開關(guān)和電池組控制模塊，其中，電池組控制模塊給第一電池組切換開關(guān)提供第一切換控制信號以使充電器經(jīng)第一電池組切換開關(guān)交替給第一電池組和第二電池組充電；電池組控制模塊還給第二電池組切換開關(guān)提供第二切換控制信號以使第一電池組和第二電池組經(jīng)第二電池組切換開關(guān)交替給第一逆變器提供直流電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)，其特征在于，還包括MPPT控制模塊，其依據(jù)太光伏電池輸出電壓、輸出電流的米樣值，調(diào)節(jié)充電器功率，在環(huán)境溫度、光強(qiáng)發(fā)生變化時，使太陽能電池總處于最大功率輸出狀態(tài)，提高太陽能電池的使用效率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)，其特征在于，還包括本地控制器，其包括人機(jī)接口和通信控制接口，所述人機(jī)接口用連接按鍵和顯示器；通信控制接口用于與本地個人計算機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
6.—種空氣壓縮系統(tǒng),其特征在于,其利用權(quán)利要求1-5任一所述的光伏風(fēng)能發(fā)動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)以將常壓空空氣壓縮成高壓空氣。
7.一種發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，其利用權(quán)利要求6所述的空氣壓縮系統(tǒng)所產(chǎn)生的壓縮空氣進(jìn)行發(fā)電。
【文檔編號】F03D11/00GK103762936SQ201410024611
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】劉典軍 申請人:青島格蘭德新能源有限公司