湖南电气职业技术学院毕业设计

摘 要

风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到人们的重视，风力发电也逐渐成为了时下的朝阳产业。本论文详细阐明了小型独立风力发电系统的设计方案，对风力发电机组的结构和电能的变换及继电控制电路做了深入的研究。

本文提出的解决方案为，风力发电机组带动单相交流发电机，然后通过AC—DC—AC变换为用户需要的标准交流电，并且考虑到风力的不稳定性，在系统中并入蓄电池组，通过控制电路的监控实现系统的控制，保证系统在风能充足时可蓄能，在风能不充足时亦可为负载供电。系统的运行状况采用继电控制电路监控和切换。

本论文的重点在于继点控制电路的设计，并对各种不同风力情况下系统的运行状况进行了全面而严谨的分析，最后电气控制部分进行了系统仿真。

关键词：风力发电机组；整流——逆变；继电控制

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目 录

摘要............................................................................................................................................ 1 目 录........................................................................................................................................ 2 引 言........................................................................................................................................ 4 第一章 绪论.............................................................................................................................. 5 1.1 风力发电概述 ..................................................................................................................... 5

1.1.1 风力发电现状与展望................................................................................... 5

1.1.2 风力发电的原理和特点............................................................................... 6 1.2 论文系统概述 ..................................................................................................................... 7 第二章 风力机原理及其结构.................................................................................................. I 2.1 风力机的气动原理 ............................................................................................................. I 2.2 风力机的主要部件 ............................................................................................................. I 2.3 风力机的功率 ................................................................................................................... III 第三章 电气设计部分............................................................................................................ III 3.1 发电机 ............................................................................................................................... III

3.1.1 发电机结构、工作原理及电路图............................................................. IV

3.1.2 励磁调节器的工作原理.............................................................................. V 3.2 整流部分 ......................................................................................................................... VII

3.2.1 电路图和工作原理................................................................................... VII 3.2.2 参数选择..................................................................................................... XI 3.3 蓄电池 ............................................................................................................................. XII

3.3.1 蓄电池的性能........................................................................................... XII 3.3.2 充放电保护电路...................................................................................... XIV 图3-8充放电保护电路.................................................................................... XIV 3.3.3 蓄电池组供电控制设计.......................................................................... XIV 3.4 逆变电路 ......................................................................................................................... XV

3.4.1 逆变电路及其工作原理.......................................................................... XVI 3.4.2 IGBT的驱动电路................................................................................... XVII 结 论.................................................................................................................................. XIX 参考文献................................................................................................................................ XX

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致 谢.................................................................................................................................. XXI