小型家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-01-19 10:45本頁面
【導(dǎo)讀】本論文詳細(xì)闡明了小型獨(dú)立風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)和。電能的變換及繼電控制電路做了深入的研究。了全面而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治觯詈箅姎饪刂撇糠诌M(jìn)行了系統(tǒng)仿真。
【正文】 器的電壓線圈和電流線圈內(nèi)流過的電流產(chǎn)生的磁力使動(dòng)合觸點(diǎn) I2 閉合，風(fēng)電向負(fù)載供電，同時(shí)向蓄電池充電；當(dāng)風(fēng)力不足，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速太低時(shí)，逆流繼電器產(chǎn)生的磁力消失，此時(shí)動(dòng)開觸點(diǎn) I2閉合，同時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn) I2斷開，此時(shí)即切換成蓄電池組向負(fù)載供電。 逆變電路 獨(dú)立運(yùn)行的異步風(fēng)力發(fā)電動(dòng)機(jī)組輸出 有是不穩(wěn)定的 交流電，必須用蓄電池儲能，才能 向用戶提供連續(xù)平穩(wěn)的電能，但絕大多數(shù)用電器，如日光燈、電視機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇和絕大多數(shù)動(dòng)力機(jī)械等都是以交流電工作，因此，在獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中通常需要將直流電再變換成交流電，這種變換過程叫逆變，具有逆變功能的電力電子設(shè)備稱為逆變器，逆變器還具有自動(dòng)穩(wěn)壓功能，可改善系統(tǒng)的供電質(zhì)量。 逆變電路及其工作原理 其電路原理圖如下所示。 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10. 15 19 ( a ) ( b ) 圖 1443 單相橋式逆變電路原理 逆變器將直 流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆向過程，是通過功率半導(dǎo)體開關(guān)器件的開通和關(guān)斷作用來實(shí)現(xiàn)的。 最基本的逆變電路是單相橋式逆變電路，它可以很好的說明逆變電路的工作原理，其電路結(jié)構(gòu)如圖 1443（ a）所示。 圖中 Ud為輸入直流電壓， Uo為輸出交流電壓， R為逆變器的輸出負(fù)載。當(dāng)開關(guān)管 T T4閉合， T T3斷開時(shí)，逆變器輸出電壓 Uo=Ud；當(dāng)開關(guān)管 T T4斷開， T T3閉合時(shí)，輸出電壓 Uo=Ud。當(dāng)以頻率 Fs交替切換開關(guān)管 T T4和 T T3時(shí)，則在電阻 R上獲得如圖1443（ b）所示的交變電壓波形，其周 期 Ts=1/fs，這樣，就將滯留電壓 Ud編程了交流電壓 Uo。 Uo含有各次諧波，如果想得到正玄波電壓，則可通過濾波器獲得。 圖 1443（ a）中煮點(diǎn)錄音開關(guān) T1~T4世紀(jì)是各種半導(dǎo)體開關(guān)器件的一種理想模型。逆變電路中常用開關(guān)器件 有 快速晶閘管、可關(guān)斷晶閘管（ GTO）、功率晶體管（ GTR）功率場效應(yīng)晶體管（ MOSFET）、絕緣柵晶體管（ IGBT）。 IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)電路是主電路與控制電路之間的接口，是該逆變裝置的重要環(huán)節(jié)，對整個(gè)裝置的性湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10. 15 20 能有很大影響。采用性能良好的驅(qū)動(dòng)電路，可使電力 電子器件工作在較理想的狀態(tài)，縮短開關(guān)時(shí)間，減少開關(guān)損耗，對裝置的運(yùn)行效率。可靠性和安全性都有重要的意義。 簡言之，驅(qū)動(dòng)電路的基本任務(wù)，就是按照控制目標(biāo)的要求， 將單片機(jī)輸出的脈沖進(jìn)行功率放大 ,轉(zhuǎn)換為加在 IGBT控制端和公共端之間，可以使其開通或關(guān)斷的信號 ，從而驅(qū)動(dòng) IGBT，保證其可靠工作 。 對 IGBT驅(qū)動(dòng)電路的基本要求如下： （ 1） 提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?,使 IGBT可靠的開通和關(guān)斷。 （ 2） 提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時(shí)電流 ,使 IGBT能迅速建立柵控電場而導(dǎo)通。 （ 3） 盡可能小的輸入輸出延遲時(shí)間 ,以提高工作效率。 （ 4） 足夠高的輸入輸出電氣隔離性能 ,使信號電路與柵極驅(qū)動(dòng)電路絕緣。 （ 5） 具有靈敏的過流保護(hù)能力。 目前，在 IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)電路中廣泛采用的是 EX840/EX841集成電路。 其典型接線方法如圖 3— 13： 圖 312 EX840/EX841 集成電路接線方法 使用時(shí)注意如下幾點(diǎn)： （ 1） IGBT柵 射極驅(qū)動(dòng)回路往返接線不能太長 (一般應(yīng)該小于 1m),并且應(yīng)該采用雙絞線接法 ,防止干擾。 （ 2） 由于 IGBT集電極產(chǎn)生較大的電壓尖脈沖 ,增加 IGBT 柵極串聯(lián)電阻 RG 有利于其安全工作。但 是柵極電阻 RG 不能太大也不能太小 ,如果 RG 增大 ,則開通關(guān)斷時(shí)間延長 ,使得開通能耗增加；相反 ,如果 RG太小 ,則使得 di/dt增加 ,容易產(chǎn)生誤導(dǎo)通。 （ 3） 圖中電容 C用來吸收由電源連接阻抗引起的供電電壓變化 ,并不是電源的供電濾波電容 ,一般取值為 47 F。 （ 4） 6腳過電流保護(hù)取樣信號連接端 ,通過快恢復(fù)二極管接 IGBT集電極 .。 （ 5） 1 15 接驅(qū)動(dòng)信號 ,一般 14 腳接脈沖形成部分的地 ,15 腳接輸入信號的正端 ,15端的輸入電流一般應(yīng)該小于 20mA,故在 15腳前加限流電阻。 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10. 15 21 （ 6） 為了保證可靠的關(guān)斷與導(dǎo)通 ,在柵射極加穩(wěn)壓二極管。 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10. 15 22 結(jié) 論 本論文研究了小型獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成及其運(yùn)行狀況，提出了系統(tǒng)構(gòu)成的具體解決方案。論文的重點(diǎn)在于電氣設(shè)計(jì)部分，因此作者對電氣設(shè)計(jì)各部分進(jìn)行了具體的論證分析，用 OMRON編程軟件對系統(tǒng)進(jìn)行了邏輯電路的設(shè)計(jì)及仿真，證明電路的邏輯性正確無誤，做到了按照作者的設(shè)計(jì)要求切換電路。然后用 MATLAB對整個(gè)實(shí)際電路進(jìn)行了詳細(xì)的仿真，結(jié)果表明，在接入仿真三相交流電的情況下，各 個(gè)輸出端的輸出達(dá)到了預(yù)期的要求，證明了方案的切實(shí)可行和正確無誤。將該電氣設(shè)計(jì)接入風(fēng)機(jī)組和逆變電路之間，即可實(shí)現(xiàn)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)戶用型 50HZ交流電。 本系統(tǒng)采用繼電控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在完全的自動(dòng)化，無需人工控制，方便易行。可用于電網(wǎng)未通達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)的戶用電力供應(yīng)。 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10. 15 23 參考文獻(xiàn) [1] 吳治堅(jiān) .新能源和可再生能源的利用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021： 256289. [2] 王浩民 .中國風(fēng)電技術(shù)發(fā)展研究報(bào)告 [M].北京 :水里水電出版社， 2021:2451. [3] (法）勒古里雷斯著，施鵬飛譯 .風(fēng)力機(jī)的理論與設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1987：356384. [4] 姚興佳，宋俊 .風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理與應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021:5667. [5] 秦建國，劉偉 .小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制研究 [J].內(nèi)蒙古 :內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院， [6] 王承煦，張?jiān)?.中國電力百科全書 [M]. 北京 :中國電力出版社 .2021:221235. [7] 彭鴻才 .電機(jī)原理及拖動(dòng) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1996:6185. [8] 王兆安，黃俊 .電力電子技術(shù) [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 .2021:75116. [9] 魏偉 .電氣技術(shù) [J].華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 .. [10] 王大鵬，吳璟嵐 .電力系統(tǒng)繼電保護(hù)測試技術(shù) [M].北京：中國電力出版社， 2021： 1551. [11] 曲學(xué)基 ,曲敬凱 ,于明揚(yáng) .逆變技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用 [M].北京 :電子工業(yè)出版社，2021:195221. 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10. 15 24 致 謝 在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師 ***老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫論文的過程中， ***老師傾注 了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了羅老師悉心細(xì)致的教誨和無私的幫助，特別是他廣博的學(xué)識、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。 在論文的設(shè)計(jì)過程中還得到了身邊同學(xué)們的不少幫助，在這里一并表示感謝。 最后，向在百忙中抽出時(shí)間對本文進(jìn)行評審并提出寶貴意見的各位老師表示衷心地，真誠的感謝！
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