文档介绍：摘要
论文题目: 垂直轴风力发电机电压控制器的研发
专业: 精密仪器及机械
研究生: 任雁
指导教师: 李建朝副教授
摘要
随着煤炭、石油、天然气等不可再生能源的减少,无污染新能源的开发和有
效利用成了一个急需解决的问题。垂直轴风力发电电压控制器是针对风力这种无
污染的新型能源开发出的一种试验系统。风能经过风轮转化为机械能,再经过发
电机转化为电能,而后通过稳压、测控等环节稳定输出电压给蓄电池充电,从而
提供给用户稳定的电力,并且将给蓄电池充电的电压及风轮转速在液晶屏上进行
显示。
新型垂直轴风轮和永磁发电装置配合所发出的不稳定的交流电,经整流滤波
电路后,经过稳压电路进行稳压,从而输出稳定的直流电给蓄电池充电;单片机
对充电电压进行采样,在内部进行调理、比较后,发出 PWM 波控制绝缘栅双极
型晶体管 IGBT 的通断时间,从而形成闭环控制充电电压,并将充电电压显示液
晶屏上。与此同时,系统中采用霍尔传感器作为转速传感器,利用单片机对风轮
的转速进行监测并显示。另外,还通过单片机控制继电器工作,提高了蓄电池的
工作性能和效率。
本文包括了机械、稳压、测控三部分。其中,机械部分是对三戟消涡垂直轴
风轮和失速可控式永磁风力发电机这两种新型的发电装置的机械结构进行地具体
介绍,并对其性能参数做了初步的实验对比。稳压部分主要包括了输入模块、稳
压模块和驱动模块,通过这些模块实现了对发电机的输出电压的稳压,进而给蓄
电池进行充电。测控部分包括了硬件和软件两个方面,硬件是围绕着
ATMEGA16 单片机展开的,包括信号调理、控制、显示等的硬件电路;软件主
要包括了数据采集和处理、PWM、显示、继电器控制等模块。测控部分通过单
片机完成了对 IGBT 通断时间的控制,对风轮转速和充电电压的数据采集、处理
和显示,以及对继电器通断的控制。
实验和仿真结果显示,本试验系统发电效率高、稳压性能良好、经稳压后的
电压能够基本达到蓄电池充电的范围要求,且测速准确精度较高,控制精确且简
单,具有一定的实用价值。
I
摘要
关键词:垂直轴风力发电,PWM 脉宽调制,IGBT 驱动模块,
ATMEGA16 单片机,霍尔传感器,转速检测
论文类型:应用研究
II
摘要
Subject: the Design of Vertical Axis Wind Turbine Voltage Controller
Specialty: Precision Instrument and Machinery
Name: Ren Yan
Supervisor: Li Jianchao Associate professor
ABSTRACT
The development and utilization new pollution-free energy has e an urgent
problem with the reduction of coal, oil, natural gas and other tradition energy. The
vertical axis wind power generation system is a kind of test system which makes use
of new non-polluting energy – the wind. The Wind energy is transform to the
mechanical energy through the wind rotation and then converted into electricity
through the generator. The output voltage is stabled through the regulator for the
charge to the battery, thereby the stable power can be provided to the user. Meanwhile,
the charge voltage and wind wheel speed can be displayed on the screen.
The instable AC is issued by the new wind power installations with the new
wheel. The shunt regulator which is regulated by the voltage regulator circuit is used