專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)及包含該系統(tǒng)的混合發(fā)電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤系統(tǒng)及風(fēng)力、太陽(yáng)能混合發(fā)電的控制器。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏混合發(fā)電系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng))，為了最大限度地獲得電能，控制器系統(tǒng)需要有最大功率追蹤(MMPT)。但是風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最大功率跟蹤原理是不一樣的，風(fēng)力發(fā)電是通過(guò)控制風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在最佳的葉尖速比(葉尖速度和風(fēng)速的比值)而獲得最大的風(fēng)能，太陽(yáng)能光伏發(fā)電是通過(guò)保持輸出端電壓和輸出電流乘積為最大值而獲取最大太陽(yáng)能。目前一些風(fēng)光互補(bǔ)控制器的風(fēng)能最大功率、太陽(yáng)能最大功率追蹤方法采用同一方法，實(shí)際效果和可靠性都是不理想的。目前風(fēng)力發(fā)電最大功率追蹤(WTMMPT)方法有葉尖速比控制法、功率信號(hào)反饋法、爬山搜索法、最大功率控制小信號(hào)擾動(dòng)法、三點(diǎn)法等，而且不斷有新的方法發(fā)明。但是， 這些方法往往是針對(duì)于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，對(duì)于小型特別是1萬(wàn)瓦以下的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，采用了最大功率追蹤的并不多，這是由于這些追蹤方法應(yīng)用于小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)成本高、需要過(guò)多額外能量以及在風(fēng)速變化大時(shí)不理想等原因。目前太陽(yáng)能光伏發(fā)電最大功率追蹤(PVMMPT)方法有恒壓追蹤法、功率信號(hào)反饋法、爬山搜索法、擾動(dòng)觀察等方法，同樣由于成本以及需要過(guò)多額外能量等原因，這些方法也是往往針對(duì)于較大的太陽(yáng)能光伏陣列，目前這些追蹤方法的效率和穩(wěn)定性在1萬(wàn)瓦以下較小的太陽(yáng)能光伏陣列應(yīng)用仍然有很大的提升改進(jìn)空間。風(fēng)力機(jī)在工作時(shí)，由于風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)可能會(huì)引起共振。風(fēng)力機(jī)有兩個(gè)激振頻率，一個(gè)是風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)頻率，另外一個(gè)是每個(gè)葉片每次掠過(guò)塔架產(chǎn)生的頻率(稱(chēng)為穿越頻率)，一般情況下穿越頻率為風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)頻率乘以葉片數(shù)量。要完全避開(kāi)共振，風(fēng)力機(jī)和塔架上的各零件的自然頻率必須大于穿越頻率。但是小型風(fēng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率和穿越頻率均較高，出于成本考慮風(fēng)力機(jī)和塔架上的一些零件往往被設(shè)計(jì)為自然頻率在旋轉(zhuǎn)頻率和穿越頻率之間，甚至有時(shí)自然頻率少于旋轉(zhuǎn)頻率，當(dāng)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在某個(gè)轉(zhuǎn)速下時(shí)，還是會(huì)引起共振。風(fēng)力發(fā)電的一個(gè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)叫切入風(fēng)速，是指風(fēng)力機(jī)對(duì)額定負(fù)載開(kāi)始有功率輸出時(shí)的最小風(fēng)速。切入風(fēng)速越小，表示風(fēng)力機(jī)越早發(fā)電。對(duì)于在風(fēng)力資源豐富地區(qū)，切入風(fēng)速一般較高，因?yàn)檫@些地區(qū)風(fēng)能量主要分布在高風(fēng)速范圍。但是對(duì)于在風(fēng)力資源一般的地區(qū)，風(fēng)能量主要分布在低風(fēng)速范圍，此時(shí)為了獲得更多能量低風(fēng)速切入就很必要。目前小型風(fēng)光互補(bǔ)控制器由于成本和技術(shù)原因并沒(méi)采取控制器失效保護(hù)。當(dāng)控制器損壞或者異常時(shí)，風(fēng)力機(jī)和負(fù)載失去連接，電機(jī)就很容易發(fā)生轉(zhuǎn)速超過(guò)最大規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況，可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)損壞、葉片折斷、塔架倒塌、控制器損壞等意外。此外，現(xiàn)有大量的風(fēng)力機(jī)和太陽(yáng)能光伏陣列最大功率追蹤研究，并在不斷完善。但是對(duì)于小型的風(fēng)力機(jī)和小型的太陽(yáng)能光伏陣列，由于技術(shù)和成本的原因，目前市面上的控制器往往沒(méi)有最大功率追蹤(MPPT)，這樣導(dǎo)致整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)能利用率和太陽(yáng)能利用率
3低。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是針對(duì)目前小型風(fēng)力、太陽(yáng)能混合發(fā)電控制器的缺點(diǎn)，提供一種風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤系統(tǒng)及包含該系統(tǒng)的混合發(fā)電控制器。上述目的的實(shí)現(xiàn)方案為一種混合發(fā)電控制器，其特征在于，包括風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)；風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)包括整流電路，將電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電；風(fēng)力機(jī)主充電電路，將直流電供給蓄電池；電機(jī)頻率信號(hào)處理電路，監(jiān)測(cè)電機(jī)相頻率，并把處理后的信號(hào)傳輸給第一單片機(jī)；充電電流信號(hào)處理電路，對(duì)充電電流進(jìn)行采樣， 并將處理后的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)；充電電壓信號(hào)處理電路，對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，并將處理后的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)；第一單片機(jī)，接收電機(jī)頻率信號(hào)處理電路、充電電流信號(hào)處理電路和充電電壓信號(hào)處理電路的信號(hào)，分析處理后，輸出控制命令給充電驅(qū)動(dòng)電路及剎車(chē)電路；充電驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令控制風(fēng)力機(jī)主充電電路的充電效率，以此調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速；剎車(chē)電路，根據(jù)第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令執(zhí)行對(duì)電機(jī)的剎車(chē)操作；太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)包括太陽(yáng)能主充電電路，將太陽(yáng)能光伏陣列獲取的直流電供給蓄電池；太陽(yáng)能充電電流信號(hào)處理電路，對(duì)充電電流進(jìn)行采樣，并將處理后的信號(hào)傳送給第二單片機(jī)；第二單片機(jī)，接收充電電流信號(hào)處理電路的信號(hào)，分析處理后，輸出控制命令給太陽(yáng)能充電驅(qū)動(dòng)電路；及太陽(yáng)能充電驅(qū)動(dòng)電路。一種風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，包括整流電路，將電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電；主充電電路，將直流電供給蓄電池；電機(jī)頻率信號(hào)處理電路，監(jiān)測(cè)電機(jī)相頻率，并把處理后的信號(hào)傳輸給第一單片機(jī)；充電電流信號(hào)處理電路，對(duì)充電電流進(jìn)行采樣，并將處理后的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)；充電電壓信號(hào)處理電路，對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，并將處理后的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)；第一單片機(jī)，接收電機(jī)頻率信號(hào)處理電路、充電電流信號(hào)處理電路和充電電壓信號(hào)處理電路的信號(hào)，分析處理后，輸出控制命令給充電驅(qū)動(dòng)電路及剎車(chē)電路；充電驅(qū)動(dòng)電路，接收第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令，提供控制信號(hào)給主充電電路；剎車(chē)電路，接收第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令輸出剎車(chē)信號(hào)給電機(jī)。本實(shí)用新型提供了一種具有最大功率追蹤(MPPT)的適合小型風(fēng)力、太陽(yáng)能混合發(fā)電的控制器，相比其它的追蹤系統(tǒng)在小型風(fēng)力發(fā)電和小型太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用上更簡(jiǎn)單、有效、可靠。

圖1是實(shí)施例提供的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)的原理圖。圖2是實(shí)施例提供的剎車(chē)電路的原理圖。圖3是實(shí)施例提供的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)的最大功率追蹤控制流程圖。圖4是實(shí)施例提供的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)升壓控制流程圖。圖5是實(shí)施例提供的太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)的原理圖。圖6是實(shí)施例提供的太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)的最大功率追蹤控制流程圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)施例提供的混合發(fā)電控制器包括兩個(gè)部分，分別為風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)。如圖1所示，風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)包括整流電路、主充電電路、蓄電池、電機(jī)頻率信號(hào)處理電路、充電電壓信號(hào)處理電路、充電電流信號(hào)處理電路、第一單片機(jī)、充電驅(qū)動(dòng)電路及剎車(chē)電路。整流電路將電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，直流電經(jīng)主充電電路供給蓄電池(或同時(shí)供給直流負(fù)載)；電機(jī)頻率信號(hào)處理電路監(jiān)測(cè)電機(jī)相頻率，并把處理后的信號(hào)傳輸給第一單片機(jī)；充電電流信號(hào)處理電路和充電電壓信號(hào)處理電路分別對(duì)充電電流和充電電壓進(jìn)行采樣，并將處理后的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)；第一單片機(jī)接收電機(jī)頻率信號(hào)處理電路、充電電流信號(hào)處理電路和充電電壓信號(hào)處理電路的信號(hào)，分析處理后，輸出控制命令給充電驅(qū)動(dòng)電路及剎車(chē)電路；充電驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令控制主充電電路的充電效率，以此來(lái)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速；剎車(chē)電路根據(jù)第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令執(zhí)行對(duì)電機(jī)的剎車(chē)操作。由圖1可知，主充電電路由電容1、電容2、開(kāi)關(guān)管1、開(kāi)關(guān)管2、二極管1、二極管2 及電感1構(gòu)成。上面所說(shuō)的充電驅(qū)動(dòng)電路控制主充電電路的充電效率，是通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管 1和開(kāi)關(guān)管2的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖2所示，剎車(chē)電路包括繼電器驅(qū)動(dòng)電路、繼電器、卸荷電阻1、卸荷電阻2及卸荷電阻3，繼電器驅(qū)動(dòng)電路接供電電路及第一單片機(jī)的相應(yīng)輸出信號(hào)，繼電器用于將電機(jī)的三相線(xiàn)路接入整流電路或者分別接入卸荷電阻1、卸荷電阻2及卸荷電阻3。由上可知， 當(dāng)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)在正常工況時(shí)，第一單片機(jī)有相應(yīng)信號(hào)和供電到繼電器驅(qū)動(dòng)電路，繼電器驅(qū)動(dòng)電路再供電到繼電器，電機(jī)的三相線(xiàn)路接入整流電路，剎車(chē)電路此時(shí)只起導(dǎo)線(xiàn)作用。當(dāng)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)不能正常工況時(shí)，入器件或鏈接線(xiàn)路損壞、異常時(shí)，只要第一單片機(jī)沒(méi)信號(hào)到繼電器驅(qū)動(dòng)電路或者沒(méi)有電供應(yīng)到繼電器驅(qū)動(dòng)電路，繼電器失去供電，使電機(jī)的三相線(xiàn)路接入分別接入卸荷電阻1、卸荷電阻2及卸荷電阻3，此時(shí)電路的總負(fù)載遠(yuǎn)大于額定負(fù)載，使電機(jī)在鎖定狀態(tài)，電機(jī)很難超速，達(dá)到制動(dòng)目的，從而實(shí)現(xiàn)失效保護(hù)電機(jī)的功能。如圖3所示，基于上述風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟(1) 采集發(fā)電機(jī)相頻率，采集充電電流和充電電壓信號(hào)；(2)計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)力機(jī)功率，電機(jī)轉(zhuǎn)速=相頻率X120+電機(jī)極數(shù)，風(fēng)力機(jī)功率=電流X電壓；(3)判斷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是否大于設(shè)定的閥(稱(chēng)為追蹤閥)值，是則進(jìn)入步驟(4)，否則返回步驟(1) ； (4)判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)速是否落于預(yù)先設(shè)定的會(huì)引起零件共振的轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)，是則調(diào)高主充電電路的充電效率，加速電機(jī)，避開(kāi)此轉(zhuǎn)速區(qū)域，否則執(zhí)行步驟(5) ； (5)判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)速是否超過(guò)額定轉(zhuǎn)速，是則調(diào)低主充電電路的充電效率，減速電機(jī)，否則調(diào)整主充電電路的充電效率，使功率和轉(zhuǎn)速的三次方比值為預(yù)設(shè)值；(6)判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)速是否超過(guò)警戒轉(zhuǎn)速，是則啟動(dòng)剎車(chē)電路一段時(shí)間，否則調(diào)整主充電電路的充電效率，使功率和轉(zhuǎn)速的三次方比值為預(yù)設(shè)值。上述步驟中所述的預(yù)先設(shè)定的會(huì)引起零件共振的轉(zhuǎn)速區(qū)域是指電機(jī)轉(zhuǎn)速在某個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)引起其它零件的共振，程序可以通過(guò)預(yù)先設(shè)定相應(yīng)數(shù)值范圍，以避開(kāi)此段轉(zhuǎn)速。上述警戒轉(zhuǎn)速是指，即使在步驟(5)中調(diào)低主充電電路的充電效率，以減速電機(jī)，但是由于外界風(fēng)速過(guò)高，速繼提升轉(zhuǎn)速，所以有必要進(jìn)一步設(shè)置一個(gè)警戒轉(zhuǎn)速值，當(dāng)超過(guò)該值時(shí)啟動(dòng)剎車(chē)電路使風(fēng)機(jī)剎車(chē)。上述步驟中所述的使功率和轉(zhuǎn)速的三次方比值為預(yù)設(shè)值是指 對(duì)于每一個(gè)不同風(fēng)速時(shí)，風(fēng)力機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)速的三次方在某個(gè)固定比值時(shí)，輸出功率最大，這個(gè)最佳的功率和轉(zhuǎn)速的比值可以通過(guò)氣動(dòng)設(shè)計(jì)、風(fēng)輪模擬分析、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)等方法獲得，把這個(gè)比值預(yù)設(shè)于第一單片機(jī)，使第一單片機(jī)維持風(fēng)力機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)速的三次方在這個(gè)值，從而獲得最大功率。繼續(xù)參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例提供的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)還包括電機(jī)電壓信號(hào)處理電路，其由整流電路輸出端采集電機(jī)電壓信號(hào)，處理后提供給第一單片機(jī)，第一單片機(jī)根據(jù)采集到的電壓信號(hào)幅度，進(jìn)而 控制主充電電路的充電效率，從而實(shí)現(xiàn)低風(fēng)速切入發(fā)電的功能。如圖4所示，當(dāng)電機(jī)電壓信號(hào)處理電路監(jiān)測(cè)到電機(jī)的電壓大于設(shè)定的閥值而小于蓄電池的電壓時(shí)，第一單片機(jī)控制充電驅(qū)動(dòng)電路的開(kāi)關(guān)管1和開(kāi)關(guān)管2的占空比，對(duì)電機(jī)電壓進(jìn)行升壓，升壓后的電壓大于蓄電池的電壓，實(shí)現(xiàn)低風(fēng)起動(dòng)。如圖5所示，本實(shí)施例提供的太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)包括主充電電路、蓄電池、充電電流信號(hào)處理電路、第二單片機(jī)及充電驅(qū)動(dòng)電路。主充電電路將太陽(yáng)能光伏陣列獲取的直流電供給蓄電池(或同時(shí)供給直流負(fù)載)；充電電流信號(hào)處理電路對(duì)充電電流進(jìn)行采樣， 并將處理后的信號(hào)傳送給第二單片機(jī)；第二單片機(jī)接收充電電流信號(hào)處理電路的信號(hào)，分析處理后，輸出控制命令給充電驅(qū)動(dòng)電路；充電驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)第二單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令控制主充電電路的充電效率。由圖1可知，主充電電路由電容3、電容4、開(kāi)關(guān)管3、開(kāi)關(guān)管4、二極管3、二極管4 及電感2構(gòu)成。上面所說(shuō)的充電驅(qū)動(dòng)電路控制主充電電路的充電效率，是通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管 3和開(kāi)關(guān)管4的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以此來(lái)獲得最大的太陽(yáng)能充電電流，對(duì)于此電路圖蓄電池和直流負(fù)載充入電流最大，可認(rèn)為太陽(yáng)能光伏陣列輸出最大。如圖6所示，基于上述太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟(1)采集太陽(yáng)能充電電流信號(hào)；(2)判斷判斷是否有電流信號(hào)，是則進(jìn)入步驟(3)，否則返回步驟⑴； (3)調(diào)用充電轉(zhuǎn)換效率初始值，也即調(diào)用開(kāi)關(guān)管3和開(kāi)關(guān)管4的占空比初始值；(4)擾動(dòng)占空比，如果電流增大則繼續(xù)正向擾動(dòng)占空比，如果電流減小則反向擾動(dòng)占空比，使電流保持最大；(5)當(dāng)沒(méi)有太陽(yáng)能電流時(shí)，保存此時(shí)的充電轉(zhuǎn)換效率、也即調(diào)用開(kāi)關(guān)管3和開(kāi)關(guān)管4 的占空比為初始值。本實(shí)施例以沒(méi)有太陽(yáng)能電流時(shí)(一般是在黃昏)時(shí)的充電轉(zhuǎn)換效率作為初始值；當(dāng)下次有太陽(yáng)能電流時(shí)(一般是在黎明)，能夠減少追蹤的時(shí)間。上述的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)可以同時(shí)應(yīng)用于小型風(fēng)力、太陽(yáng)能混合發(fā)電設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的的控制。本實(shí)用新型的有益效果在于1)控制器通過(guò)監(jiān)測(cè)風(fēng)力機(jī)的三相永磁交流電機(jī)的頻率，獲得風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速，并通過(guò)擾動(dòng)控制器內(nèi)部風(fēng)力充電電路的開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，來(lái)改變風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速，目的是為了避開(kāi)共振轉(zhuǎn)速、防止風(fēng)力機(jī)超速以及對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行最大功率追蹤。控制器在監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)，監(jiān)測(cè)風(fēng)力充電電流和充電電壓來(lái)計(jì)算風(fēng)力機(jī)的發(fā)電功率，通過(guò)更改控制器內(nèi)部風(fēng)力機(jī)主充電電路的開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使功率和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速的三次方的比為固定值，使風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在最佳的轉(zhuǎn)速_功率曲線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)WTMPPT。2)所述控制器具有太陽(yáng)能板最大功率追蹤(PVMPPT)功能的實(shí)施——控制器監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能板充電電流，并擾動(dòng)太陽(yáng)能主充電電路的開(kāi)光管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，直至充入蓄電池和負(fù)載的電流達(dá)到最大。3)所述控制器具有低風(fēng)速切入發(fā)電功能的實(shí)施——當(dāng)外部風(fēng)速低時(shí)，風(fēng)力機(jī)電機(jī)電壓也較低，控制器能夠在電機(jī)電壓高于閥值低于蓄電池電壓時(shí)，進(jìn)行升壓充電，從而實(shí)現(xiàn)較低風(fēng)速時(shí)切入發(fā)電功能。4)具有失效保護(hù)電機(jī)功能——當(dāng)控制器損壞、異?；蛘呖刂破骱托铍姵剡B接導(dǎo)線(xiàn)斷裂時(shí)，控制器任然能夠通過(guò)保護(hù)電路鎖定 電機(jī)，避免電機(jī)失去控制而產(chǎn)生意外。
權(quán)利要求1.一種混合發(fā)電控制器，其特征在于，包括風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)；風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)包括整流電路，將電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電；風(fēng)力機(jī)主充電電路，將直流電供給蓄電池；電機(jī)頻率信號(hào)處理電路，監(jiān)測(cè)電機(jī)相頻率， 并把處理后的信號(hào)傳輸給第一單片機(jī)；充電電流信號(hào)處理電路，對(duì)充電電流進(jìn)行采樣，并將處理后的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)；充電電壓信號(hào)處理電路，對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，并將處理后的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)；第一單片機(jī)，接收電機(jī)頻率信號(hào)處理電路、充電電流信號(hào)處理電路和充電電壓信號(hào)處理電路的信號(hào)，分析處理后，輸出控制命令給充電驅(qū)動(dòng)電路及剎車(chē)電路；充電驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令控制風(fēng)力機(jī)主充電電路的充電效率，以此調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速；剎車(chē)電路，根據(jù)第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令執(zhí)行對(duì)電機(jī)的剎車(chē)操作；太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)包括太陽(yáng)能主充電電路，將太陽(yáng)能光伏陣列獲取的直流電供給蓄電池；太陽(yáng)能充電電流信號(hào)處理電路，對(duì)充電電流進(jìn)行采樣，并將處理后的信號(hào)傳送給第二單片機(jī)；第二單片機(jī)，接收充電電流信號(hào)處理電路的信號(hào)，分析處理后，輸出控制命令給太陽(yáng)能充電驅(qū)動(dòng)電路；及太陽(yáng)能充電驅(qū)動(dòng)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的混合發(fā)電控制器，其特征在于，所述剎車(chē)電路包括繼電器驅(qū)動(dòng)電路、繼電器、第一卸荷電阻、第二卸荷電阻及第三卸荷電阻，繼電器驅(qū)動(dòng)電路接供電電路及第一單片機(jī)的相應(yīng)輸出信號(hào)，繼電器用于將電機(jī)的三相線(xiàn)路接入整流電路或者分別接入第一卸荷電阻、第二卸荷電阻及第三卸荷電阻。
3.如權(quán)利要求1或2所述的混合發(fā)電控制器，其特征在于，所述風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)還包括電機(jī)電壓信號(hào)處理電路，其由整流電路輸出端采集電機(jī)電壓信號(hào)，處理后提供給第一單片機(jī)，第一單片機(jī)輸出控制信號(hào)給主充電電路。
4.一種風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，包括整流電路，將電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電；主充電電路，將直流電供給蓄電池；電機(jī)頻率信號(hào)處理電路，監(jiān)測(cè)電機(jī)相頻率，并把處理后的信號(hào)傳輸給第一單片機(jī)；充電電流信號(hào)處理電路，對(duì)充電電流進(jìn)行采樣，并將處理后的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)；充電電壓信號(hào)處理電路，對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣， 并將處理后的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)；第一單片機(jī)，接收電機(jī)頻率信號(hào)處理電路、充電電流信號(hào)處理電路和充電電壓信號(hào)處理電路的信號(hào)，分析處理后，輸出控制命令給充電驅(qū)動(dòng)電路及剎車(chē)電路；充電驅(qū)動(dòng)電路，接收第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令，提供控制信號(hào)給主充電電路；剎車(chē)電路，接收第一單片機(jī)生成的相應(yīng)控制命令輸出剎車(chē)信號(hào)給電機(jī)。
5.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，所述剎車(chē)電路包括繼電器驅(qū)動(dòng)電路、繼電器、第一卸荷電阻、第二卸荷電阻及第三卸荷電阻，繼電器驅(qū)動(dòng)電路接供電電路及第一單片機(jī)的相應(yīng)輸出信號(hào)，繼電器用于將電機(jī)的三相線(xiàn)路接入整流電路或者分別接入第一卸荷電阻、第二卸荷電阻及第三卸荷電阻。
6.如權(quán)利要求4或5所述的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括電機(jī)電壓信號(hào)處理電路，其由整流電路輸出端采集電機(jī)電壓信號(hào)，處理后提供給第一單片機(jī)，第一單片機(jī)輸出控制信號(hào)給主充電電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)及包含該系統(tǒng)的混合發(fā)電控制器，混合發(fā)電控制器包括風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)；風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)包括整流電路、風(fēng)力機(jī)主充電電路、電機(jī)頻率信號(hào)處理電路、充電電流信號(hào)處理電路、充電電壓信號(hào)處理電路、第一單片機(jī)、充電驅(qū)動(dòng)電路及剎車(chē)電路；太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)包括太陽(yáng)能主充電電路、太陽(yáng)能充電電流信號(hào)處理電路、第二單片機(jī)、太陽(yáng)能充電驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型提供了一種具有最大功率追蹤(MPPT)的小型風(fēng)力、太陽(yáng)能的混合發(fā)電控制器，相比其它的追蹤系統(tǒng)在小型風(fēng)力發(fā)電和小型太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用上更簡(jiǎn)單、有效、可靠。
文檔編號(hào)H02N6/00GK202183609SQ20112004679
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者張捷挺, 陸任亮 申請(qǐng)人:珠海市潔源電器有限公司