【摘要】：自工業(yè)革命以來(lái),全球能源消耗飛速增長(zhǎng),人類面臨能源危機(jī),開發(fā)利用可再生能源勢(shì)在必行,風(fēng)能是重要的可再生能源。風(fēng)力發(fā)電設(shè)施可以最大程度上利用風(fēng)能,本文主要研究的是小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。當(dāng)前小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的限速和卸荷裝置在風(fēng)速過(guò)大時(shí)存在一些弊端,風(fēng)力發(fā)電控制器存在原創(chuàng)性不足、體積較大、功能不全、抗干擾能力弱等問(wèn)題。為了改進(jìn)小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),解決其存在的問(wèn)題,本文結(jié)合了機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)、電力電子技術(shù)、微型控制器技術(shù)等對(duì)小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究設(shè)計(jì)。離網(wǎng)型小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、充電控制器、蓄電池、逆變控制器5部分組成。本文主要針對(duì)小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)輪的限速機(jī)構(gòu)、充電控制器和逆變控制器進(jìn)行了研究。本文設(shè)計(jì)了兩種風(fēng)輪限速機(jī)構(gòu),其省去了變槳距系統(tǒng)和電氣卸荷裝置,葉片自身能夠通過(guò)快速調(diào)節(jié)受風(fēng)面面積快速實(shí)現(xiàn)限速功能,且安全可靠,本文對(duì)其中一種限速機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析,仿真結(jié)果證明其可以有效降低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速;本文針對(duì)300W小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)了充電控制器,其可以將發(fā)電機(jī)發(fā)出的不穩(wěn)定交流電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的28V直流電為24V蓄電池充電,斬波頻率為100k Hz,這能夠有效降低充電控制器體積,其具有輸出過(guò)流、過(guò)壓保護(hù),蓄電池滿電、虧電檢測(cè)功能;本文還設(shè)計(jì)了容量為500VA逆變控制器,其可以將24V蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)化為220V交流電供用戶負(fù)載使用,其采用數(shù)字化控制模式,抗干擾能力強(qiáng)、拓?fù)浜?jiǎn)單,逆變效率、精度高,具有輸入過(guò)壓保護(hù),輸出過(guò)壓保護(hù),輸出過(guò)流保護(hù)功能。
[Abstract]:Since the industrial revolution, the global energy consumption has been increasing rapidly, the mankind is facing the energy crisis, the development and utilization of renewable energy is imperative, wind energy is an important renewable energy. Wind power generation facilities can maximize the use of wind power, this paper mainly focuses on small wind power systems. At present, there are some disadvantages in the speed limit and unloading device of the small wind power system when the wind speed is too large. The wind power controller has some problems, such as lack of originality, large volume, incomplete function, weak anti-jamming ability and so on. In order to improve the small wind power generation system and solve the existing problems, this paper combines the mechanical design and manufacturing technology, power electronics technology, micro-controller technology and so on to carry on the preliminary research and design to the small scale wind power generation system. Off-grid wind power system consists of wind turbine, generator, charging controller, battery and inverter controller. In this paper, the speed limiting mechanism, charging controller and inverter controller of wind turbine in small scale wind power system are studied. In this paper, two kinds of speed limiting mechanism of wind turbine are designed, which saves the variable pitch system and the electric unloading device. The blade itself can quickly realize the speed limit function by adjusting the area of the wind surface quickly, and it is safe and reliable. In this paper, one of the speed limiting mechanisms is simulated and analyzed, and the simulation results show that the speed of wind turbine can be reduced effectively, and a charging controller is designed for 300W small wind power generation system. It can convert unstable alternating current from generator to stable 28V DC charge for 24V battery, chopping frequency is 100kHz, this can effectively reduce the volume of charging controller, it has output overcurrent, overvoltage protection, battery full charge. This paper also designs a 500VA inverter controller with capacity of 220V AC, which can be converted from 24V battery to 220V AC for user load. It adopts digital control mode, has strong anti-interference ability, and has simple topology. Inverter efficiency, high accuracy, with input overvoltage protection, output over-current protection function.
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2146599