[实用新型]小型垂直轴风力发电机的辅助控制装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及发电机控制系统，具体说是一种离网型垂直轴风力发电机辅助控制装置。

背景技术：

风机控制器是离网型小型风力发电系统的重要组成部分。而市售的离网型风机控制器中，例如：FDC500离网型小型垂直轴风机控制器（郑州恒天重工有限公司对市场公开销售），其性能一般只能满足风机对蓄电池充电的一般要求，在大多数情况下，如风机的转速管理、自动控制切入、切出、大风状况下的自动刹车、自动MPP跟踪、等功能，需要提出更高的要求来特殊定制，且单片机汇编复杂，一般生产厂商不予制作，这就产生了市售的小型风机控制器功能低下，在恶劣的环境下难以使风机更好的运行，甚至在遇到恶劣的气候时直接导致风机的损坏，给用户造成更大的损失。本案申请人正是在FDC500离网型小型垂直轴风机控制器的基础上，开发研制了本实用新型的小型垂直轴风力发电机的辅助控制装置，并在试用过程中收到了很好的效果。

发明内容

本实用新型的目的正是基于上述状况而设计的一种小型垂直轴风力发电机的辅助控制装置，该装置弥补了上述小型风机控制器所存在的缺陷，特别是在风机控制系统的自动MPP跟踪上，使FDC500型离网型小型垂直轴风机调节器，具备了自动MPP（最大电能点）跟踪–风力发电机控制器通过高的作用率和较高的充电电流（最大至200%）而比普通控制器更有优势，特别体现在遇到大风恶劣气候时，使风机安全平稳的运行，发电量、开机运转率，远远优于同类的市售风机控制器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型的小型垂直轴风力发电机的辅助控制装置，是对垂直轴风力发电机调节器FDC500的辅助控制装置，其中：该辅助控制装置包括PLC、防雷保护模块、系统电源以及制动刹车构成，发电机的输出电压和进入辅助控制装置的所有检测信号经过防雷保护模块后接入辅助控制装置，控制装置的工作电源由系统蓄电池经直流隔离电源提供。

在本实用新型中，主控PLC A11采用西门子公司的微型PLC-LOGO 12/24R可编程控制器同时扩展一块模拟量输出模块用于输出计算出的MPP值。

在本装置中，采用PLC-LOGO 12/24R作为控制装置的主控PLC，并扩展一块模拟量输出模块LOGO AM2，用于输出计算出的MPP值，通过电缆接入FDC500调节器的模拟量输入端，风力发电机通过控制装置的X10端子的1、3、5、接入系统，内部经过K11接触器和F10断路器，由X10的7、8、9、连接到FDC500调节器的R、S、T接线端子；卸荷电阻连接于控制装置的内部端子X10的11、13，并通过电缆由10、12连接于FDC500调节器的-RL、+RL端子上，蓄电池组连接到装置内部端子X30的1、3，并通过内部X30的9、10送到FDC500调节器上，蓄电池温度检测连接到调节器的T、T端子上；系统内部采用DC24V直流供电由蓄电池提供；转速传感器、风速传感器、发电机温度传感器通过接插件接在装置内部端子X11的1、2、3、4上，并通过U101防雷保护器连接到LOGO的I1.3、I1.4、I1.2的输入端上，I1.5接系统故障信号、I1.8接制动信号、I1.1接急停开关、I1.6接控制装置的温度检测信号、I1.7接复位开关，扩展模拟量的输出V1+、M1通过电缆送到调节器的0—10V端子上，故障指示分别接于Q1.3、Q1.4上，K11、K12分别接于Q1.1、Q1.2。

该控制装置能使小型风力发电机控制器具备对风机的转速管理、自动控制切入、切出、大风状况下的自动刹车、自动MPP跟踪、风速和转速的显示等功能，弥补了小型风力发电机控制器普遍存在的缺陷，使风机运行更加安全。本实用新型的优点在于：系统设计合理、可靠性好、施工维护方便、便于操作和故障排查。本系统采用西门子微型PLC-LOGO作为主控器件，控制结构简单、易于实现、且电源由系统蓄电池提供。实现了对风机的转速管理、自动控制切入、大风状况下的自动刹车、自动MPP跟踪、提高了小型风机控制器的性能。

附图说明

图1 为系统组成框图。

图2为本实用新型发电机和控制器电路图。

图3为接入蓄电池和装置内部电源电路图。

图4为外部检测信号接入装置电路图。

图5为主PLC和扩展模块电路图 。

图6为发电机控制电路图。

图7为装置外部接线图。

图中的U10为发电机的调节器，型号FDC500。