【正文】 示整流電壓平均值與整流變壓器二次側交流電壓有效值之間的關系，即整流電壓的平均值是交流電壓有效值的 。 通過變壓器二次繞組的電流具有正、反兩個方向，是一個正弦波形，因此二次繞組的電流有效值為 OL IRUI ?? 目前已有各種規(guī)格的橋式整流電路成品，如 1CQ1A? H至 1CQ7A? H系列，輸出的平均電壓 25~600V，整流電流 50mA~5A，使用十分方便。如果整流管的參數選擇不當，將使元件遭到破壞。假設 100W風力發(fā)電機組的輸出電壓經過整流后，負荷的額定直流電壓 Uz0=24V，帶負荷運行時的最高電壓 28zmUV? ，最大負載電流 0 ? ，依式 4— 1 所示計算出，元件承受的最大正、反向峰值電壓為 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 XII 28 ( )m zmU U V? ? ? ? 元件流過的最大電流為 00 .5 8 7 0 .5 8 7 4 .6 2 .7 ( )mzI I A? ? ? ? 由上式計算結果，可選擇最大電流 5A，最大反向電壓 50V的硅二極管。為了防止過電壓破壞元件，通常在整流回路的直流側接入阻容過電壓保護。 蓄電池 在獨立運行的小型風力發(fā)電系統(tǒng)中，廣泛使用蓄電池組作為蓄能裝置，蓄電池組的作用是當風力較強或用電負荷減小時，可以將來自風力發(fā)電機發(fā)出的電能中的一部分儲存在蓄電池中，也就是向蓄電池充電；當風力較弱、無風或者用電負荷增大時，儲存在蓄電池中的電能向負荷供電，以彌補風力發(fā)電的不足，達到維持向負荷持續(xù)穩(wěn)定供電的目的。 蓄電池的性能 單格鉛蓄電池的電動勢約為 2V， 將多個單格蓄電池串聯(lián)組成蓄電池湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 XIII 組，可獲得不同的蓄電池組電動勢。當 外電路閉合時，蓄電池組正負兩極間的電位差即為蓄電池組的端電壓。這是由于蓄電池組存在內阻的原因所致。 蓄電池經過多次充放電后，其容量會降低，當蓄電池的容量敬愛那個地道其額定值的 80%以下時，就再不能使用了，也就是說蓄電池有一定的使用壽命。 蓄電池的充放電電壓不僅直接影響蓄電池性能，也會影響用電器的壽命與安全。圖中縱坐標為蓄電池充、放電端電壓，曲線標號數字為相應小時的充、放電曲線。充放電控制器可防止蓄電池的過充與過放。其電路如圖 3— 8所示。 圖 38充放電保護電路 充電時，當蓄電池電壓低于 29V時，繼電器 V2不工作，觸點 V2閉合，保持充電狀態(tài)；當該電壓高于 29V時，繼電器 V2開始工作，繼而控制動斷觸點 V2斷開，切斷充電電路。 蓄電池組供電控制設計 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，為負載供電，其通斷狀態(tài)用動合觸點 I2控制。 圖 39蓄電池組供電控制電路 當風力充足，發(fā)電機正常工作時，逆流繼電器的電壓線圈和電流線圈內流 過的電流產生的磁力使動合觸點 I2閉合，風電向負載供電，同時向蓄電池充電；當風力不足，發(fā)電機轉速太低時，逆流繼電器產生的磁力消失，此時動開觸點 I2閉合，同時動合觸點 I2斷開，此時即切換成蓄電池組向負載供電。 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 XVI 逆變電路及其工作原理 其電路原理圖如下所示。 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，其電路結構如圖 1443（ a）所示。當開關管 T T4閉合， T T3斷開時，逆變器輸出電壓 Uo=Ud；當開關管T T4斷開， T T3閉合時，輸出電壓 Uo=Ud。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。逆變電路中常用開關器件 有 快 速晶閘管、可關斷晶閘管（ GTO）、功率晶體管（ GTR）功率場效應晶體管（ MOSFET）、絕緣柵晶體管（ IGBT）。采用性能良好的驅動電路，可使電力電子器件工作在較理想的狀態(tài)，縮短開關時間，減少開關損耗，對裝置的運行效率。 簡言之，驅動電路的基本任務，就是按照控制目標的要求， 將單片機輸出的脈沖進行功率放大 ,轉換為加在 IGBT控制端和公共端之間，可以使其開通或關斷的信號 ，從而驅動 IGBT，保證其可靠工作 。 （ 2） 提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時電流 ,使 IGBT能迅速建立柵控電場而導通。 （ 4） 足夠高的輸入輸出電氣隔離性能 ,使信號電路與柵極驅動電路絕緣。 目前，在 IGBT的柵極驅動電路中廣泛采用的是 EX840/EX841集成電路。 （ 2） 由于 IGBT 集電極產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。 （ 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。 （ 5） 1 15 接驅動信號 ,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該小于 20mA,故在 15腳前加限流電阻。 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 XIX 結 論 本論文研究了小型獨立運行風力發(fā)電系統(tǒng)的構成及其運行狀況，提出了系統(tǒng)構成的具體解決方案。然后用 MATLAB對整個實際電路進行了詳細的仿真，結果表明，在接入仿真三相交流電的情況下，各個輸出端的輸出達到了預期的要求，證明了方案的切實可行和正確無誤。 本系統(tǒng)采用繼電控制系統(tǒng)，可實現在完全的自動化，無需人工控制，方便易行。 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 XX 參考文獻 [1] 吳治堅 .新能源和可再生能源的利用 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020：256289. [2] 王浩民 .中國風電技術發(fā)展研究報告 [M].北京 :水里水電出版社，2020:2451. [3] (法）勒古里雷斯著，施鵬飛譯 .風力機的理論與設計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1987： 356384. [4] 姚興佳，宋俊 .風力發(fā)電機組原理與應用 [M].北京：機械工業(yè)出版社，2020:5667. [5] 秦建國，劉偉 .小型風力發(fā)電 機轉速控制研究 [J].內蒙古 :內蒙古工業(yè)大學信息工程學院， [6] 王承煦，張源 .中國電力百科全書 [M]. 北京 :中國電力出版社 .2020:221235. [7] 彭鴻才 .電機原理及拖動 [M].北京 :機械工業(yè)出版社， 1996:6185. [8] 王兆安，黃俊 .電力電子技術 [M]. 北京 :機械工業(yè)出版社 .2020:75116. [9] 魏偉 .電氣技術 [J].華中科技大學電氣與電子工程學院 .. 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 XXI [10] 王大鵬，吳璟嵐 .電力系統(tǒng)繼電保護測試技術 [M].北京：中國電力出版社， 2020： 1551. [11] 曲學基 ,曲敬凱 ,于明揚 .逆變技術基礎與應用 [M].北京 :電子工業(yè)出版社， 2020:195221. 致 謝 在論文完成之際，我要特別感謝我的指導老師 ***老師的熱情關懷和悉心指導。 在論文的設計過程中還得到了身邊同學們的不少幫助，在這里一并表示感謝。在此基礎上，對風力發(fā)電機的原理和結構作了細致的分析。本課題設計的是 一種新型 的 立式垂直軸 小型 風力發(fā)電機，由風機葉輪、立柱、橫梁、變速機構 、離合裝置 和發(fā)電機組成 。 關鍵詞： 風力發(fā)電 限速控制系統(tǒng) 小型風力發(fā)電機 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 XXIV Abstract Exploiting wind energy resources is of great significance in improving energy structure. In the discourse， the characters of wind generator are introduced briefly， while parameters and types of wind generators are also narrated. Base on these， the theory and constitution of the wind generator are meticulously analyzed. Firstly， Has carried on the design to winddriven generator39。 Domestic electric appliances: Television, radio, electric fan, washer, electric refrigerator. Key words： Wind power generation, Regulating control system, Small winddriven generator 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 XXV 目錄 摘要 .............................................................................................. XXIII ABSTRACT ..................................................................................... XXIV 目錄 ............................................................................................... XXV 前言 ......................................................................................................1 1 概述 ..................................................................................................2 開發(fā)利用風能的動因 ...............................................................2 經濟驅動力 .........................................................................2 環(huán)境驅動力 .........................................................................3 社會驅動力 .........................................................................4 技術驅動力 .........................................................................4 風力發(fā)電的現狀 .......................................................................4 世界風力發(fā)電現狀 .............................................................4 中國風力發(fā)電現狀 .............................................................5 風力發(fā)電展望 ...........................................................................5 2 風力機理論 ......................................................................................7 基本公式 ...................................................................................7 風能利用系數 .....................................................................7 風壓強 .................................................................................7 阻力式風力機的最大效率 .................................................7 工作風速與輸出功率 ...............................................................8 風力發(fā)電機的輸出效率 .............................