The utility model discloses a miniature wind energy acquisition device, which comprises a wind energy acquisition module, which is connected with an AC and DC rectifier module, an AC and DC rectifier module is connected with a DC boost chopper module through a filtering and shaping module, an energy storage module is connected with a DC chopper boost module, and a voltage and current monitoring module is extracted from a filtering and shaping module. The collector current and voltage are provided to the maximum power tracking and control module. The fan data preprocessing module supplies the analyzed and processed fan operation data to the maximum power tracking and control module for generating control voltage. The pulse width modulation generation module generates a square wave to regulate the output of the DC chopper boost module according to the voltage provided by the maximum power tracking and control module. Control signal. This case can make the micro wind energy acquisition equipment always run at the maximum power point, ensure more energy acquisition, the condition of the equipment is easy to observe, and can carry out comprehensive data acquisition and sample research.
【技术实现步骤摘要】
一种微型风能采集装置
本技术涉及一种微型风能采集装置,尤其涉及一种基于电阻仿真技术的微型风能采集设备。
技术介绍
当下,风能采集已有一定的研究,但对于一个在低风速下运行的微型风能采集系统,由风力发电机产生的交流电压峰值在1到3V之间,而整流电路中采用的二极管具有约0.7到1V的电压降。因此,在交流-直流整流器中使用传统二极管将低振幅的交流电压整流并转换成电子电路可用的一种形式是具有挑战性的。另一个问题是,由系统采集到并输出的电功率通常非常低,只达到毫瓦级别或更少。如果微型没有在最大功率点运行,这种情况会变得更糟。因此,最主要的问题是开发一种高效的功率变换器及其与电子电路相关并包含MPPT(MaximumPowerPointTracking,最大功率点跟踪)算法的微驱动,用于追踪和保持风力发电机的最大输出功率以采集到更多的能量。目前,MPPT技术已经广泛应用于大规模风能采集,然而,这些MPPT技术需要很高的计算能力来实现精确和准确的最大功率点跟踪。在小规模风能采集中,要实现如此精确的MPPT技术,复杂的MPPT电路所消耗的能量远远高于采集到的能量本身,因此该方法不可取。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足,本技术提供一种基于电阻仿真技术的微型风能采集装置;通过负载阻抗来模拟风机的源阻抗,使得电源和负载之间能够达到良好的阻抗匹配,保证风能采集设备始终运行在最大功率点处,使采集到的电功率在情况下都是最大值。技术方案:为实现上述目的,本技术采用的技术方案为:一种微型风能采集装置,包括风能采集模块,还包括交流-直流整流模块、滤波和整形模块、直流升压斩波 ...
【技术保护点】
1.一种微型风能采集装置,包括风能采集模块,其特征在于:还包括交流‑直流整流模块、滤波和整形模块、直流升压斩波模块、能量储存模块、电压和电流监测模块、最大功率跟踪和控制模块、脉冲宽度调制生成模块和风机数据预处理模块;所述风能采集模块将风能转换为交流电能,并将交流电能传输给交流‑直流整流模块;所述交流‑直流整流模块将交流电能转换为直流电能,并将直流电能传输给滤波和整形模块;所述滤波和整形模块对直流电能进行滤波和整形,并将滤波和整形后的直流电能传输给直流升压斩波模块;所述电压和电流监测模块对滤波和整形后的直流电能进行电压和电流监测,并将监测结果发送给最大功率跟踪和控制模块;所述风机数据预处理模块对风机运行数据进行处理,得到风机运行的最优负载阻抗Ropt,并将风机运行的最优负载阻抗Ropt发送给最大功率跟踪和控制模块;所述最大功率跟踪和控制模块根据电压和电流监测结果获得微型风能采集器负载端的等效阻抗Rfb,对等效阻抗Rfb和最优负载阻抗Ropt的差值进行比例积分控制,获得最大功率点跟踪电压Vmppt,并将最大功率点跟踪电压Vmppt发送给脉冲宽度调制生成模块;所述脉冲宽度调制生成模块将最大功 ...
【技术特征摘要】
1.一种微型风能采集装置,包括风能采集模块,其特征在于:还包括交流-直流整流模块、滤波和整形模块、直流升压斩波模块、能量储存模块、电压和电流监测模块、最大功率跟踪和控制模块、脉冲宽度调制生成模块和风机数据预处理模块;所述风能采集模块将风能转换为交流电能,并将交流电能传输给交流-直流整流模块;所述交流-直流整流模块将交流电能转换为直流电能,并将直流电能传输给滤波和整形模块;所述滤波和整形模块对直流电能进行滤波和整形,并将滤波和整形后的直流电能传输给直流升压斩波模块;所述电压和电流监测模块对滤波和整形后的直流电能进行电压和电流监测,并将监测结果发送给最大功率跟踪和控制模块;所述风机数据预处理模块对风机运行数据进行处理,得到风机运行的最优负载阻抗Ropt,并将风机运行的最优负载阻抗Ropt发送给最大功率跟踪和控制模块;所述最大功率跟踪和控制模块根据电压和电流监测结果获得微型风能采集器负载端的等效阻抗Rfb,对等效阻抗Rfb和最优负载阻抗Ropt的差值进行比例积分控制,获得最大功率点跟踪电压Vmppt,并将最大功率点跟踪电压Vmppt发送给脉冲宽度调制生成模块;所述脉冲宽度调制生成模块将最大功率点跟踪电压Vmppt作为输入信号,通过振荡器和电压比较器生成调节直流斩波升压模块的方波控制信号,并将方波控制信号发送给直流升压斩波模块;所述直流升压斩波模块根据方波控制信号对滤波和整形后的直流电能进行调节并输出电能;所述能量存储模块对经由直流升压斩波模块输出的电能进行存储。2.根据权利要求1所述的微型风能采集装置,其特征在于:所述滤波和整形模块采用的滤波电容的大小为200μF。3.根据权利要求1所述的微型风能采集装置,其特征在于:所述直流斩波升压模块采用N沟道电力MOSFET场效应晶体管来控制输出直流电压的大小,选取电感的大小为10mH。4.根据权利要求1所述的微型风能采集装置,其特征在于:所述能量储存模块采用的超级电容的大小为1.5F,额定电压的大小为5V。5.根据权利要求1所述的微型风能采集装置,其特征在于:所述电压和电流监测模块采用的功率放...
【专利技术属性】
技术研发人员:任微逍,陈光宇,张仰飞,王泽宇,徐翔泰,叶宇成,李超杰,
申请(专利权)人:南京工程学院,
类型:新型
国别省市:江苏,32
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