[实用新型]无源的户外型风力发电机卸载器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机用的电路结构，具体涉及风力发电机的卸载器。

背景技术

通常的风力发电机发出的电功率都是随着风力的大小随时发生着变化，风速每提高一倍，输出的电功率就提高八倍。离网型风力发电系统都必须配备蓄电池，当蓄电池充满电后若是继续充下去会造成蓄电池极板大幅升温、极板变形、电解液干涸，使得蓄电池早早报废。由于发电机在电负载全开路的情况下会由于轻载而造成发电机高速旋转，极易发生机械性解体损坏，为保证发电机的安全，也为了防止蓄电池过充电，人们只能采用：人为增加发电机的负载（俗称“卸载”）；改变风力发电机的迎风方向（俗称“偏航”）；改变叶片的迎风夹角（俗称“变攻角”）；上述三种方式之一来控制发电机的发电功率，既不会过充电，也不会过轻载。由于成本和机械结构限制的缘故，在中小型风力发电机（比如20KW及以下）通常只能采用卸载的方式。

与此同时，增加发电机负载的方式很多，合理简单的的发电机卸载方式不仅能增加整个风力发电机的稳定性，而且同时能降低整个风力发电机的成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于风力发电机的卸载器，该卸载器的电路结构应当尽可能的简单并且能有效卸载。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：无源的户外型风力发电机卸载器，安装于风力发电机上，卸载器的电路中包括将发电量转化为热量的阻性负载R，由可控硅模块组成的开关元件Q和驱动开关元件Q导通或关闭的控制元件U，控制元件U为隔离型的光电耦合器；

其中，风力发电机的三个输出端子：发电机A相、发电机B相和发电机C相连接阻性负载R1、R2和R3，R1、R2和R3相互并联，R1、R2和R3各自分别依次连接有开关元件Q1、Q2和Q3以及控制元件U1、U2和U3。

进一步的是：卸载器的电路中还包括为控制元件U发送驱动信号的驱动电路，该驱动电路的电源由风力发电机提供，该驱动电路同时由单片机控制。

进一步的是：上述卸载器的电路中在风力发电机的三个输出端子上分别连接用于防雷电的压敏电阻R5、R6和R7。

更进一步的是：上述的阻性负载R1、R2和R3由一个或多个并联的阻性负载组成，所述的开关元件Q1、Q2和Q3由一个或多个并联的可控硅模块组成。

本实用新型的有益效果是：

1、通过隔离型光电耦合器控制开关组件的通断以及间隔性通断能有效的保护风力发电机的蓄电池以及风力发电机本身，增加风力发电系统的稳定性；

2、整个电路结构简单，易于实现并且成本较低；与此同时整个卸载器只需要微小的电量进行控制，该电量由风力发电机提供，节省了能源；

3、通过增加防雷电的压敏电阻增加了整个卸载器电路以及风力发电系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

如图1所示，我们的卸载器主要由阻性负载R、开关元件Q、控制元件U构成，其中，阻性负载R主要承担功率消耗，将多余的发电能量根据需要转化为热量散发出去。开关元件Q决定卸载器的工作状态。当蓄电池未充满电时Q处于关断状态，当蓄电池接近充满电时或者风力很大时Q受到控制元件U的信号驱动而进入间断性导通状态(脉宽调制或是周期调制方式)，对发电机发出的电流进行适当的分流。当蓄电池完全充满电或者风力过大时Q受到控制元件U的信号驱动而进入完全导通状态，对蓄电池进行彻底分流。

由图1可见：Q 1～Q3由可控硅模块组成，并且同阻性负载R搭建成三角形结构并联在发电机输出上，由风力发电机提供能源，无须再提供电源，仅仅需要提供5～10mA的驱动信号电流即可，称之为无源工作方式。其能量可以控制几十安培直至几百安培的电流，即可以用不足1W的驱动功率来控制几十KW甚至几百KW的风功率卸载。

R1～R3为卸荷电阻，用于吸收多余的发电能量，保护蓄电池不至于过充电。其阻值的大小及电阻体耗散功率的大小由发电机的额定功率而定。

U1～U3为隔离型的光电耦合器，专用于可控硅的驱动。

卸载周期通常定为一秒。其导通时间的占空比在0～1秒之间浮动即占空比0～100%。（设计为超低频调制，一个卸载脉宽可以覆盖几个甚至几十个以上的电频率周期，降低卸载对发电机的机械性荷载冲击）由单片机根据蓄电池的饱和度和发电机的既时输出功率经过计算后输出脉宽控制信号来驱动U1～U3，从而达到理想控制卸载的目的。