小型家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-25 02:30本頁(yè)面
【正文】 8 所示。下面以本論文 24V 額定電壓為例，負(fù)荷最高充電電壓限制在 28~29V,最低放電電壓控制在 21~22V。圖 38 充放電保護(hù)電路充電時(shí)，當(dāng)蓄電池電壓低于 29V 時(shí)，繼電器 V2 不工作，觸點(diǎn) V2 閉合，保持充電狀態(tài)；當(dāng)該電壓高于 29V 時(shí)，繼電器 V2 開始工作，繼而控制動(dòng)斷觸點(diǎn) V2 斷開，切斷充電電路。放電時(shí)，當(dāng)蓄電池電壓高于 21V 時(shí)，繼電器 V3 工作，其控制的動(dòng)合觸點(diǎn) V3 閉合，保持放電狀態(tài)；當(dāng)該電壓低于 21V 時(shí)，繼電器 V3 停止工作，其控制的動(dòng)合觸點(diǎn) V3 斷開，從小型家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)14而斷開了放電電路。 蓄電池組供電控制設(shè)計(jì)控制電路如下圖 3—9 所示，在整流輸出端引出兩線，與逆變器相接，為負(fù)載供電，其通斷狀態(tài)用動(dòng)合觸點(diǎn) I2 控制。并且在蓄電池組的輸出端引出兩線亦與逆變器相接，作為風(fēng)能不足時(shí)負(fù)載的供電電路，其通斷狀態(tài)用動(dòng)開觸點(diǎn) I2 控制。圖 39 蓄電池組供電控制電路當(dāng)風(fēng)力充足，發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，逆流繼電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(chǔ)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。小型家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)15( 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TT4 閉合，TT3 斷開時(shí)，逆變器輸出電壓 Uo=Ud；當(dāng)開關(guān)管 TT4 斷開，TT3 閉合時(shí)，輸出電壓 Uo=Ud。當(dāng)以頻率 Fs 交替切換開關(guān)管 TT4 和 TT3 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(chǎng)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(duì)整個(gè)裝置的性能有很大影響。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(duì)裝置的運(yùn)行效率?？煽啃院桶踩远加兄匾囊饬x。小型家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)16簡(jiǎn)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(hào)，從而驅(qū)動(dòng)IGBT，保證其可靠工作。對(duì) 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(chǎng)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(hào)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(zhǎng)(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(zhǎng),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(hào)連接端,通過快恢復(fù)二極管接 IGBT 集電極.。（5）115 接驅(qū)動(dòng)信號(hào),一般 14 腳接脈沖形成部分的地,15 腳接輸入信號(hào)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。（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。 小型家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)17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(duì)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(duì)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(duì)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)。小型家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)18參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022：256289.[2] [M].北京:水里水電出版社，2022:2451.[3] (法）勒古里雷斯著，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987：356384.[4] 姚興佳，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022:5667.[5] 秦建國(guó)，[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，[M]. 北京::221235.[7] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1996:6185.[8] 王兆安，[M]. 北京::75116.[9] [J]..[10] 王大鵬，[M].北京：中國(guó)電力出版社，2022：1551.[11] 曲學(xué)基,曲敬凱,[M].北京:電子工業(yè)出版社，2022:195221.小型家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)19
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