[发明专利]一种风力发电机转速调控系统

权利要求书

1.一种风力发电机转速调控系统，其特征在于，包括单片机、采集电路、桨叶控制电路、桨叶角度可调的风力发电机和用于调节所述风力发电机的桨叶角度的步进电机；所述采集电路的输入端与所述风力发电机的电压输出端电连接，所述采集电路的输出端与所述单片机的输入端电连接，且所述采集电路向所述单片机实时输入与所述风力电机转速相对应的脉冲信号；所述单片机的输出端与所述桨叶控制电路的输入端电连接，所述桨叶控制电路的输出端与所述步进电机电连接；所述单片机向所述桨叶控制电路输入电信号以调控所述步进电机的正转或者反转；

所述桨叶控制电路包括24V电源、P沟道场效应管TR1、P沟道场效应管TR3、N沟道场效应管TR2、N沟道场效应管TR4、电阻R84、可与所述步进电机电连接的接口端A+和可与所述步进电机电连接的接口端A-；所述P沟道场效应管TR1的栅极、所述P沟道场效应管TR3的栅极、所述N沟道场效应管TR2的栅极和所述N沟道场效应管TR4的栅极分别与所述单片机的不同输出端电连接；所述P沟道场效应管TR1的源极和所述P沟道场效应管TR3的源极均与所述24V电源连接；所述P沟道场效应管TR1的漏极和所述N沟道场效应管TR2的漏极均与所述接口端A+电连接；所述P沟道场效应管TR3的漏极和所述N沟道场效应管TR4的漏极均与所述接口端A-电连接；所述N沟道场效应管TR2的源极和所述N沟道场效应管TR4的源极均与所述电阻R84的一端电连接，所述电阻R84的另一端与公共接地端电连接；所述桨叶控制电路为两组，每组所述桨叶控制电路分别与所述步进电机的不同线圈电连接；

单片机接收到采集电路输出的脉冲信号，当脉冲信号对应的风力发电机的转速大于预定转速时，单片机控制P沟道场效应管TR1和N沟道场效应管TR4导通，而控制P沟道场效应管TR3和N沟道场效应管TR2断开，电流从P沟道场效应管TR1流入至接口端A+，然后电流从接口端A+流入至步进电机的一线圈，然后从接口端A-回流至N沟道场效应管TR4，最后电流流入至公共接地端形成闭合回路；同时单片机控制P沟道场效应管TR5和N沟道场效应管TR8导通，而控制P沟道场效应管TR7和N沟道场效应管TR6断开，电流从P沟道场效应管TR5流入至接口端B+，然后电流从接口端B+流入至步进电机的另一线圈，然后从接口端B-回流至N沟道场效应管TR8，最后电流流入至公共接地端形成闭合回路；通过对上述对两组桨叶控制电路的控制，实现步进电机的正转，以使桨叶与风向之间的夹角趋于89度，从而达到将风力发电机的转速调小的目的；

当脉冲信号对应的风力发电机的转速小于预定转速时，单片机控制P沟道场效应管TR3和N沟道场效应管TR2导通，而控制P沟道场效应管TR1和N沟道场效应管TR4断开，电流从P沟道场效应管TR3流入至接口端A-，然后电流从接口端A-流入至步进电机的一线圈，然后从接口端A+回流至N沟道场效应管TR2，最后电流流入至公共接地端形成闭合回路；同时单片机控制P沟道场效应管TR7和N沟道场效应管TR6导通，而控制P沟道场效应管TR5和N沟道场效应管TR8断开，电流从P沟道场效应管TR7流入至接口端B-，然后电流从接口端B-流入至步进电机的另一线圈，然后从接口端B+回流至N沟道场效应管TR6，最后电流流入至公共接地端形成闭合回路；通过对上述对两组桨叶控制电路的控制，实现步进电机的反转，以使桨叶与风向之间的夹角趋于35度，使得风能最大化转化为风力发电机发出的电能；

当脉冲信号对应的风力发电机的转速等于预定转速时，单片机不对桨叶角度进行调节，风力发电机正常工作。

2.如权利要求1所述的风力发电机转速调控系统，其特征在于，所述采集电路包括：

用于连接所述采集电路的输入端与所述采集电路的输出端的光耦U10；

与所述光耦U10和所述采集电路的输入端串联的电感L9，与所述电感L9串联的二极管D10，与所述二极管D10并联的电容C34和电容C35；

三极管Q9、三极管Q10和与所述光耦U10的集电极电连接的3.3V电源；所述三极管Q9的基极与所述光耦U10的发射极电连接，所述三极管Q9的集电极与所述3.3V电源电连接，所述三极管Q9的发射极与公共接地端电连接；所述三极管Q10的基极与所述三极管Q9的集电极电连接，所述三极管Q10的集电极与所述3.3V电源电连接，所述三极管Q10的发射极与公共接地端电连接；所述采集电路的输出端与所述三极管Q10的集电极电连接。

3.如权利要求2所述的风力发电机转速调控系统，其特征在于，所述采集电路还包括电阻R38、电容C63和电容C37；所述电容C63的一端与所述三极管Q9的集电极电连接，所述电容C63的另一端与所述三极管Q9的发射极电连接，且所述电阻R38并接于所述电容C63的两端；所述电容C37的一端与所述3.3V电源电连接，所述电容C37的另一端与公共接地端电连接。