【文章內(nèi)容簡介】 損耗大等缺點(diǎn)；不可控整流器主要應(yīng)用于小功率系統(tǒng)中。目前在我國小型型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中大量使用的是橋式不可控整流方式，如圖 24所示。因?yàn)樗啥O管組成，具有功耗低、電路簡單等特點(diǎn)。 三相不可控整流三相整流器除了把輸入的三相交流電能整流為可對蓄電池充電的直流電能之外，另外一個(gè)重要的功能是在外界風(fēng)速過小或者基本沒風(fēng)的時(shí)候，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率也較小，由于三相整流橋的二極管導(dǎo)通方向只能是由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端到蓄電池，南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 風(fēng)力供電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置分析10所以防止了蓄電池對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的反向供電。 逆變器逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置，逆變器的種類很多,各自的具體工作原理、工作過程不盡相同。本實(shí)訓(xùn)裝置使用的逆變器由 DCDC 升壓 PWM 控制芯片單元、驅(qū)動(dòng)+升壓功率 MOS 管單元、升壓變壓器、SPWM 芯片單元、高壓驅(qū)動(dòng)芯片單元、全橋逆變功率 MOS 管單元、LC 濾波器組成。 蓄電池（1）蓄電池的工作原理在小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池起著儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)電能的作用。其它器件或技術(shù)也有被利用來進(jìn)行能量存儲(chǔ)的，比如微型水泵、壓縮空氣或飛輪等，但是在小規(guī)模風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用中，這些儲(chǔ)能方式都不是很經(jīng)濟(jì)。近年來，隨著燃料電池和電解槽技術(shù)的發(fā)展，氫氣作為一種能量存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)入人們的視野，這是一種比較有前途的技術(shù)方向。但是要大范圍的應(yīng)用，還有很多技術(shù)難題待解決。在本系統(tǒng)中，當(dāng)風(fēng)力很大致使產(chǎn)生的電能過剩時(shí)，蓄電池將多余的電能儲(chǔ)存起來。反之，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電量不足或負(fù)載用電量大的時(shí)候，蓄電池向負(fù)載補(bǔ)充電能，并保持供電電壓的穩(wěn)定。鉛酸蓄電池由于具有容量大，成本低，循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，一直是小型電力系統(tǒng)的首選儲(chǔ)能設(shè)備。蓄電池正負(fù)極板上的活性物質(zhì)分別是二氧化鉛（ ）和海綿狀鉛（ ） ，它們2pbopb與電解液中的硫酸接觸，負(fù)極板上鉛不斷解離為正二價(jià)的鉛離子（ ）和電子，鉛?2離子融入電解液中，電子留在負(fù)極板上。隨著化學(xué)反應(yīng)不斷的進(jìn)行，負(fù)極板上的負(fù)電荷逐漸增加，對電解液中的鉛離子的吸引力也不斷的加大，使得部分的鉛離子獲得電子沉積到負(fù)極板的表面。當(dāng)離開和沉積到負(fù)極板表面的鉛離子相等，即氧化和還原的速度趨于平衡時(shí)，負(fù)極板與電解液間形成穩(wěn)定的電位差()。正極板上的二氧化鉛（ ）在電解液的作用下解離為鉛離子（ ） ，既（ ）從極板獲得電2pbo ?2pb2pbo子還原為（ ）進(jìn)入電解液，同時(shí)電解液中的部分失去電子氧化為 ，當(dāng)氧化和? ?4南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 風(fēng)力供電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置分析11還原的速度平衡時(shí)，正極板與電解液之間形成 + 的電位差。正、負(fù)極板與電解液之間的都存在著電位差，從整體看正極與負(fù)極的電位差有 也就是蓄電池的單體電壓。蓄電池與負(fù)載相接時(shí)，是它的放電過程，其化學(xué)反應(yīng)方程式為:　　　　　　　　 + + 2 + pb42SOH2pbo4pbsoOH2放電過程中，負(fù)極板上的海綿狀鉛( )，正極板上二氧化鉛（ )與電解液中2pbo的硫酸( )反應(yīng)，生成硫酸鉛( )。電解液中消耗了硫酸( )分子，增42SOH4s 4S加了水( )分子，電解液中的硫酸濃度降低，蓄電池內(nèi)阻逐漸增大，電動(dòng)勢逐漸降低。蓄電池的充電過程是放電過程的逆過程，是在外電源作用下的電化學(xué)反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)方程式為:　　　　　　　 + + + + 4pbso4OH2pb42SO2pbo充電過程中，在外電源的作用下，正極板上的硫酸鉛（ ）逐漸恢復(fù)成二氧化s鉛（ )。負(fù)極板上的硫酸鉛（ )逐漸恢復(fù)成海綿狀鉛（ ） ，電解液中的硫酸2pbo4s濃度增大，蓄電池內(nèi)阻逐漸減小，電動(dòng)勢逐漸增大。傳統(tǒng)的開口式鉛酸蓄電池，由于水的蒸發(fā)以及電解液的分解，需要經(jīng)常對電解液的濃度進(jìn)行檢測，以確定是否對其添加蒸餾水。另外，在電池充電過程中，由于化學(xué)反應(yīng)劇烈，會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體形成酸霧，污染室內(nèi)空氣，對工作人員會(huì)產(chǎn)生職業(yè)危害。而采用閥控式鉛酸蓄電池就會(huì)避免這些缺點(diǎn)。閥控式鉛酸蓄電池是相對于傳統(tǒng)的開口式的鉛酸蓄電池來講的。它是一種密封的電池，內(nèi)外氣壓的平衡通過閥門來控制。它具有一系列優(yōu)點(diǎn)。首先是安全，電池的閥門密封可阻止空氣中的氧氣流入。當(dāng)電池過充時(shí)，內(nèi)部壓力過大，這時(shí)候閥門會(huì)自動(dòng)打開，排出氣體，防止電池內(nèi)部氣壓過大而產(chǎn)生膨脹或爆炸。其次是使用方便，傳統(tǒng)的開口電池不能傾斜安裝使用，而閥控式鉛酸蓄電池就不存在這個(gè)問題，它既可立放也可橫放，但是不能倒置。第三是少維護(hù)，由于閥控式鉛酸蓄電池密封性能好，水分不易蒸發(fā)，這樣在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的時(shí)候?qū)⒎烹姇r(shí)產(chǎn)生的水蒸汽完全吸收，所以不需要進(jìn)行補(bǔ)水作業(yè)，但是閥控式鉛酸蓄電池并不是完全不需要維護(hù)，尤其是對電池的充放電維護(hù)是必不可少的。由于閥控式鉛酸蓄南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 風(fēng)力供電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置分析12電池具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，所以在小型電力系統(tǒng)中，它漸漸成為主流的儲(chǔ)能器件。（2）影響鉛酸蓄電池壽命的因素a 環(huán)境溫度鉛酸蓄電池的的電能是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)速率是不一樣的。溫度高時(shí)，蓄電池內(nèi)部電解液與極板的化學(xué)反應(yīng)加速，電解液濃度下降，減小了電池內(nèi)阻，增加了電池的容量，充放電過程中容易出現(xiàn)過充和過放現(xiàn)象。溫度低時(shí)，電解液和極板間的反應(yīng)速度變慢，電解液的濃度升高，加大了電池的內(nèi)阻，減少了電池的容量，縮短了蓄電池的壽命。生產(chǎn)廠家一般要求蓄電池的運(yùn)行環(huán)境溫度為 15 一25℃，當(dāng)環(huán)境溫度超過 25℃后，每升高 8℃，電池壽命就要縮短一半。b 過度放電蓄電池被過度放電是影響蓄電池使用壽命的另一重要因素。蓄電池為負(fù)載供電期間，若控制器突發(fā)故障或者過放控制點(diǎn)設(shè)置過低時(shí)，均會(huì)可能導(dǎo)致過放現(xiàn)象的發(fā)生。過放現(xiàn)象會(huì)減少蓄電池的容量，并且難以恢復(fù)，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致電池失效。蓄電池被過度放電到輸出電壓為 OV 時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸附到電池的陰極表面，形成電池陰極的“硫酸鹽化” 。由于硫酸鉛本身是一種絕緣體，將會(huì)阻礙蓄電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的，陰極板上的硫酸鉛越多，電池的內(nèi)阻越大，電池的充放電性能就越差，電池的壽命就越短。c 過度充電蓄電池的充電電壓也是影響其壽命的重要因素。在開路狀態(tài)下，鉛合金和二氧化鉛在硫酸溶液中，各自與電解液建立不同的平衡電極電位。蓄電池的充電電壓過高時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)過充現(xiàn)象，此時(shí)正極柵板由于析氧反應(yīng)，水不斷的被消耗， ?H增加，從而導(dǎo)致正極附近的酸度增高，柵板與電解液反應(yīng)加速，析出的氣體由于一部分排出，不可能全部還原為水，蓄電池內(nèi)部的電解液濃度增加，這樣也會(huì)促使柵板的腐蝕加速，活性物質(zhì)減少，導(dǎo)致蓄電池的容量和壽命減少。當(dāng)失水 %時(shí)，容量降低 75%，失水達(dá)到 25%時(shí)，容量基本消失。d 長期浮充電蓄電池長期工作在浮沖狀態(tài)下，只充電不放電，這種工作狀態(tài)會(huì)造成蓄電池陽極的鈍化，使電池的內(nèi)阻急劇增大，實(shí)際容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其標(biāo)準(zhǔn)容量，從而導(dǎo)致電池所能提供的后備時(shí)間大大縮短，減少了其使用壽命。南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 風(fēng)力供電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置分析13 風(fēng)力供電裝置的組成 風(fēng)力供電裝置基本組成介紹本文所分析的風(fēng)力供