宽风速一次可控有触点式风能吸收器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽风速一次可控有触点式风能吸收器。包括：多绕组输入变压器、多路主开关、电压检测仪表、整流器和智能型选通控制盒；所述主开关由开关主触点和开关线圈组成；所述多绕组输入变压器的原边各绕组通过开关主触点与风力发电机输出端同相并接，所述多绕组输入变压器的二次绕组与整流器连接，整流器的正负极输出端与蓄电池和直流负载相连接。加装本实用新型专利技术产品的风力发电系统当实际风速接近额定风速范围时，风机输出电压直接整流；当实际风速偏离额定风速范围时，通过改变原边绕组升压后整流、充电。既拓宽了可利用风速的范围，提高了风力发电机的利用系数，又避免了风力发电机因空载而飞转的危害。实践已证明效果极佳。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

宽风速一次可控有触点式风能吸收器
本技术涉及风力发电领域，特别是宽风速一次可控有触点式风能吸收器。
技术介绍
目前国内外市场上可见的大中型(百KW以上)风力发电系统多为并网系统，中小 型风力发电系统一般独立运行。在风力发电系统中，由于风力大小在任意长短的时间段都 在变，风机所吸收和输出的功率(能量)是一个时刻变化的量，即风力发电机输出端口的电 压(指闭路电压)的频率和幅值均是不断变化的量。因此其输出端很难直接带恒定负载或 并入电网。在并网的风力发电系统中，其风能转化的电能在并网前不但要做整流、逆变、平 波、升压等电气方面的技术处理，还要对叶片的速度和速率加以控制、对系统进行增速或减 速等较复杂的技术处理。在独立运行的中小风力发电系统中，一般将风力发电机输出的能 量进行整流，再把整流后的脉动直流能量储存入蓄电池，直流负载直接由蓄电池供电，交流 负载则由蓄电池通过逆变装置供电。这就是目前中小型风力发电系统的标准供用电模式。 在这种通用的模式中，最常见的弊端是风能利用系数小，可利用的风速范围很窄。高速风能 得到利用则低速风能被浪费，低速风能被利用则高速风能必有一部分被浪费。特别是中低 速风能被浪费现象十分严重，以至于收不到风力发电的预期效果。以图1为例说明如下如“图1”所示、风力发电机输出电压标称值为48V，在额定风速(7-8级)下整流 器输入交流脉动三相电压为48-50V (线电压)左右，整流输出直流为64. 5-67. 5V左右，被 充电电池组电压为5X 12 = 60V。只有当风力为7-8级风速左右时，整流器输出闭路电压才 能略高于电池组端电压(60V)，使电池处于被充电状态，风能可通过整流器随时储存于电池 组E和电容C之中。当风力为6级及以下时，发电机闭路脉动端电压将低于47V，此时整流 器输出直流端电压将低于63V，只能给亏电的电池组作微充电。当风力为5级及以下时，整 流器直流输出电压将低于55V，风力为4级及以下时，直流侧输出会更低(45V以下)，在直 流输出电压等于或低于电池组端电压的情况下，风能将无法给蓄电池充电，即风能无法存 储于电池内，当然也无法供60V及以上电压等级的负载或装置使用，因此，此时的风力发电 机形同虚设。风能全部消耗于机械系统的磨损和飞转与风力的磨损运动中，不但浪费了唾 手可得的风能，还置风力发电机于破坏性飞转的危险之中，或者是使发电机不停的处于耗 能制动的限速过程中，即使不引起风力发电机故障，也会大大降低发电机使用寿命。就技术 而言，虽然可以通过DC/DC电源使整流电压升高，以保证电池处于充电状态，但在DC/DC电 源内部不但存在整流、高频逆变、交流升压和可控再整流等能量损失，而且在整流过程中的 限压输出还直接抑制了较高风速的能量利用，使高风速能量的一大部分消耗于能耗制动的 过程中，因而使系统利用系数明显降低，故在实用中没有得到推广。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述不足问题，提供一种宽风速一次可控有触点式风能 吸收器。该装置能够根据基本风速改变风能存储路径、使整流环节的直流输出电压始终满3足充电条件，使风力发电机系统的蓄电池始终处于充电状态，即保证风机叶片所吸收的绝 大部分有效风能都可以被接收和储存，从而提高风力发电机的系统利用效率。这种装置结 构简单、实现容易、体积小、成本低，便于推广。为了达到上述目的，本技术提供的一种宽风速一次可控有触点式风能吸收 器。所述宽风速一次可控有触点式风能吸收器包括多绕组输入变压器、多路主开关、电压 检测仪表、整流器和智能型选通控制盒；所述主开关由开关主触点和开关线圈组成；所述 多绕组输入变压器的原边各绕组通过开关主触点与风力发电机输出端同相并接，所述多绕 组输入变压器的二次绕组与整流器连接，整流器的正负极输出端与蓄电池和直流负载相连 接。所述电压检测仪表的输入端与风力发电机输出端线或多绕组输入变压器的二次绕组Bl 输出端连接；所述电压检测仪表的输出端连接选通控制盒，智能控制盒输出端连接开关组 的线圈。根据本技术所述的宽风速一次可控有触点式风能吸收器一优选技术方案是: 所述电压检测仪表，采用电压变送器、电压互感器或带极限输出接点的电压表。根据本技术所述的宽风速一次可控有触点式风能吸收器一优选技术方案是: 所述选通开关盒是具有计算、比较和控制输出功能的单片机或工控机或计算机或PLC等智 能控制仪器或设备。根据本技术所述的宽风速一次可控有触点式风能吸收器一优选技术方案是: 所述多绕组输入变压器是工频或低频的铝芯、铜芯特殊或普通电力变压器。根据本技术所述的宽风速一次可控有触点式风能吸收器一优选技术方案是: 所述多路主开关是继电器、接触器、启动器等可以电动控制的通断控制装置。根据本技术所述的宽风速一次可控有触点式风能吸收器一优选技术方案是: 所述整流器为一般整流装置或可控整流装置，是二极管或三级管或可控硅或IGBT或IPM电 力电子器件或模块。本技术有益的技术效果是加装本技术产品的风力发电系统当实际风速 接近额定风速范围时，风机输出电压直接整流；当实际风速偏离额定风速范围时，通过改变 原边绕组升压后整流、充电。即拓宽了可利用风速的范围，提高了风力发电机的利用系数， 又避免了风力发电机因空载而飞转的危害。实践已证明效果极佳。附图说明图1为现有的中小型风力发蓄电系统能量吸收、转换、存储和输送的原理电路图。图2为本技术实施例的宽风速一次可控有触点式风能吸收器的小型风力发 蓄电系统能量吸收、转换、存储和输送的原理示意图。图3为本技术实施例的宽风速一次可控有触点式风能吸收器的多绕组输入 变压器原边为4组绕组的小型风力发蓄电系统能量吸收、转换、存储和输送的原理示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进行详细说明。请参照图2，图2为本技术实施例的宽风速一次可控有触点式风能吸收器的 小型风力发蓄电系统能量吸收、转换、存储和输送的原理示意图。本实施例中，在风力发电机输出端与蓄电池之间增设一套“宽风速一次可控有触 点式风能吸收器”，由一台多绕组(原边)输入、单绕组输出的电力变压器、一组多回路主开 关(由开关主触点和开关线圈构成)、一个智能型选通控制盒、一组可控整流器和一套电压 监测仪表组成(如图2所示)。变压器原边各绕组通过相应的开关主触点同相并联于风力 发电机输出端，副边绕组连接可控整流器，可控整流器输出端正负极连接蓄电池及直流负 载的正负端。各开关主触点受各自的开关线圈控制、开关线圈受智能型选通控制盒控制，智 能型选通控制盒的输入信号取自电压检测仪表，电压检测仪表可以装设在发电机输出端或 二次绕组输出端。智能型选通控制盒根据检测到的电压值(即风速)控制各开关主触点的 通断，使变压器原边各绕组的输出与否受控制盒控制。当风速大于或等于额定风速时，变压 器工作于直接传递能量状态，发电机输出端线直接通过对应的开关主触点和可控整流器对 电池和负载供电。当风速小于额定风速时，风力发电机在选通控制盒的控制下，通过对应的 升压绕组向副边传送能量，副边接收的能量通过可控整流器传递给电池和负载。所述多绕组输入的电力变压器是原边具有多绕组的电力变压器，其副边线圈为单 绕组，原边每个绕组的匝数对副本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽风速一次可控有触点式风能吸收器，其特征在于：所述宽风速一次可控有触点式风能吸收器包括：多绕组输入变压器、多路主开关、电压检测仪表、整流器和智能型选通控制盒；所述主开关由开关主触点和开关线圈组成；所述多绕组输入变压器的原边各绕组通过开关主触点与风力发电机输出端同相并接，所述多绕组输入变压器的二次绕组与整流器连接，整流器的正负极输出端与蓄电池和直流负载相连接；所述电压检测仪表的输入端与风力发电机输出端线或多绕组输入变压器的二次绕组Ｂ１输出端连接；所述电压检测仪表的输出端连接智能型选通控制盒，智能型选通控制盒输出端连接开关组的线圈。

【技术特征摘要】
一种宽风速一次可控有触点式风能吸收器，其特征在于所述宽风速一次可控有触点式风能吸收器包括多绕组输入变压器、多路主开关、电压检测仪表、整流器和智能型选通控制盒；所述主开关由开关主触点和开关线圈组成；所述多绕组输入变压器的原边各绕组通过开关主触点与风力发电机输出端同相并接，所述多绕组输入变压器的二次绕组与整流器连接，整流器的正负极输出端与蓄电池和直流负载相连接；所述电压检测仪表的输入端与风力发电机输出端线或多绕组输入变压器的二次绕组B1输出端连接；所述电压检测仪表的输出端连接智能型选通控制盒，智能型选通控制盒输出端连接开关组的线圈。2.根据权利要求1所述的宽风速一次可控有触点式风能吸收器，其特征在于所述电 压检测仪表，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙毅彪，刘娜，
申请(专利权)人：孙毅彪，
类型：实用新型
国别省市：91[]