小型风力发电机控制器设计

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电子设计竞赛教程考试(设计报告)题目：小型风力发电机控制器设计摘要现有的小型风力发电系统存在能量转换效率低、蓄电池使用寿命短、控制简单和缺乏完整的系统功率控制等问题。

因此提高对蓄电池的充电速度，减少充电损耗，正确地监控蓄电池状态，确保蓄电池的正确使用、延长蓄电池的使用寿命对小型风力发电有着重要意义。

本设计的目的是在分析现有的小型风力发电系统的基础上，设计简单、高效、高可靠性的风机控制器，实现风电系统可靠及优化运行。

本设计以单片机8051的加强版STC12C5A60S2为核心控制整个电路，具体由风力发电机、控制系统、整流电路、斩波电路、蓄电池充放电控制电路、蓄电池及其用电设备组成，功能上能保证系统安全运行，在电气特性和机械特性允许范围内运行。

减少风速随机变化对输出电能的影响，使输出电压稳定，减少纹波。

合理调度系统电能，保证向负载提供连续电能。

保护蓄电池，防止过充和过放，提供足够充电能量进行快速充电。

综上所述，本设计将具有可靠性更高、价格更廉等优势，对于增强市场竞争能力，加速小型风力发电的普及和应用，节约能源和保护环境都具有重要意义。

关键词：发电机整流锂电池环保目录一绪论 (1)二小型风力发电系统原理 (2)2.1 风力发电系统组成 (2)2.2 风电系统的运行特点 (2)2.3 电能变换单元和控制单元 (4)2.3.1 整流器 (4)2.3.2 DC/DC 变换器 (5)2.4 锂电池 (5)2.4.1 锂电池的介绍 (5)2.4.2 锂电池的种类 (6)2.4.3 锂电池的充电方法 (6)三小型风力发电机控制器的设计 (7)3.1 电机的选择 (7)3.1.1 手摇发电机 (7)3.1.2 电机特性曲线 (9)3.2 单片机（单片机STC12C5A60S2） (11)3.2.1 产品介绍 (11)3.2.2 单片机STC12C5A60S2的特点 (11)四流程图和电路图 (14)4.1流程图和控制原理图 (14)4.2 显示屏 (18)4.3 锂电池选择 (20)4.4 检测电路 (21)4.4.1 电压检测 (21)4.4.2 电流检测 (22)五调试 (22)六结语 (24)一绪论随着现代工业的发展和社会的进步，人们对供电持续性和供电量的要求也越来越高。

小型家用风力发电机毕业设计1000字一、设计内容本次设计的目的是设计一台小型家用风力发电机，能够在一个家庭中使用。

此发电机可产生电流，将电力储存到电池中，通过逆变器将直流电转为交流电供应家庭用电。

设计将包括以下内容：1. 选择合适的风轮尺寸和型号。

2. 选出合适的发电机和电路。

3. 逆变器的设计与制作。

4. 发电机和逆变器的控制系统。

5. 外壳的设计和制造。

二、设计原理风力发电机是利用风能产生的机械能转变为电能的装置。

当环境中的风吹在旋转的叶片上时，通过叶轮将机械能传递给发电机。

发电机会将机械能转化为电能并储存在电池中，其后逆变器会将直流电变为交流电以供应各项家庭电力需求。

三、设计细节1. 风轮：通过大气压力的力量，使叶片旋转，最终达到发电目的。

在此设计中，我们选择了一种直径为0.9米，叶片数为三的风轮。

2. 发电机：发电机是小型家用风力发电机的核心。

在此设计中，采用了一台带有稳定器的直流发电机。

发电机输出电流的功率为250W。

3. 逆变器：逆变器可以将直流电转换为交流电，以供应家庭用电。

我们选择了一台可以将12伏直流电转换为220伏交流电的逆变器。

4. 控制系统：我们需要对风力发电机进行控制。

控制系统是根据风速来控制发电机的转速，将飞轮的转速保持在一个稳定范围内。

5. 外壳：外壳是保护小型家用风力发电机内部设备的一个重要部分。

我们选择了一种轻质的、具有良好透气性的材料来制作外壳。

四、设计结果这款小型家用风力发电机的核心部件是发电机和逆变器。

通过控制系统，可以在不同风速下保持转速的稳定。

外壳可以保护内部设备，同时也起到状觉上的美观作用。

通过此设计，我们发现小型家用风力发电机是最佳可持续能源选择之一。

它可以为家庭提供一定量的电力，同时具有环保和节能的特点。

微型风力发电机的设计与制造随着环保意识的提高和新能源的广泛应用，微型风力发电机逐渐成为一种趋势，被广泛应用于家庭、学校、农村等领域。

在本文中，我将介绍微型风力发电机的设计与制造流程。

一、设计首先，设计是微型风力发电机制造的重要环节。

在设计中，需要考虑以下几个方面：1.1 风轮设计风轮的设计是微型风力发电机的核心。

风轮应该具备如下特点：（1）具有足够的面积面积通常控制在50-60平方厘米左右，面积过小会使发电效率低下。

（2）合适的叶片数量一般来说，叶片数量为3-5片为佳，因为旋转速度不会太慢或太快。

（3）合适的材质常见的材质有塑料、木材、铝合金等，选择材料时要考虑材料的强度、重量、成本和易加工性等因素。

（4）减少风阻力在设计风轮时，需要减小风阻力，从而提高发电效率。

1.2 发电机设计微型风力发电机中常用的是直流发电机。

发电机的选择要根据风轮的转速匹配。

具体要求可参考厂家提供的技术数据。

1.3 控制器设计控制器通常是微型风力发电机的核心部件之一，它能够实时检测风轮的转速，并根据转速调节输出电压和电流。

1.4 塔架设计塔架的设计需要考虑到风轮的高度，风速和塔架的稳定性，一般需要在地面上混凝土基础上架设。

二、制造2.1 风轮制造在制造风轮时，首先需要根据设计图纸制作叶片，并考虑叶片的重心和均衡。

其次，需要制造风轮骨架，根据骨架形状来加工好齿轮，该齿轮与风轮直径相等，定位固定在骨架中间，轴向风轮输出转速。

2.2 发电机制造发电机的制造需要根据设计图纸加工各部件，如定子、转子和轴承等。

2.3 控制器制造控制器制造需要选择合适的电子元器件，如电容器、电阻器、磁性元件等，并制作出完善的电路板。

2.4 塔架制造塔架制造通常需要使用钢材，并进行切割，焊接和装配等工艺。

三、安装安装时需要先将塔架安装在地面上，并固定好，然后将风轮装在塔架的顶部，并与发电机和控制器接线连接。

最后，在安装好的组件上附加警示标志，避免外力干扰。

独立式民用小型风力发电机及控制器的设计AbstractThis paper presents the design of a standaloneresidential small-scale wind turbine and controller for home-based electrical power generation. The system consists of a Wind Turbine Generator (WTG), Battery and Charge Controller. The Wind Turbine Generator is a three-phase permanent magnet generator with a rated power of 1000 Watts. The Battery and Charge Controller ensures the proper functioning of thesystem by regulating the charging and discharging of the battery. The controller also controls the output voltage ofthe WTG.IntroductionAs the world becomes more dependent on energy, renewable energy technologies such as wind power are continuing to grow in popularity. Residential wind power systems offer several advantages to homeowners, including reduced electricity bills and lower carbon emissions. In this paper, we present the design of a standalone residential small-scale wind turbine and controller that can be easily installed by homeowners.Design of Wind Turbine GeneratorA small-scale wind turbine generator is designed to take advantage of the kinetic energy of wind to produce electrical energy. Permanent magnet generators are used in many small-scale wind turbines because of their high efficiency, low maintenance, and ease of use. The Wind Turbine Generator (WTG) used in this system is a three-phase permanent magnet generator with a rated power of 1000 Watts. The generator ismounted on a pole and connected to the battery via cables. The blades of the turbine are designed to capture the maximum wind energy and turn the generator.Design of Battery and Charge ControllerTo ensure the proper functioning of the system, it is essential to regulate the charging and discharging of the battery. The charge controller ensures that the battery is not overcharged or over-discharged, which can damage the battery. The controller also regulates the output voltage of the WTG. Our controller uses a microprocessor-based system to automatically control the charging and discharging of the battery.The charge controller consists of two main sections, which are the charging section and the discharging section. The charging section is responsible for regulating the charging of the battery from the WTG. The discharging section is responsible for regulating the discharging of the battery to the load. The charge controller constantly monitors the battery voltage and adjusts the charging and discharging rate accordingly.ConclusionThe design of a standalone residential small-scale wind turbine and controller has been presented. The system includes a Wind Turbine Generator, Battery, and Charge Controller. The WTG is a three-phase permanent magnet generator with a rated power of 1000 Watts. The Battery and Charge Controller ensure the proper functioning of the system by regulating the charging and discharging of the battery. The controller also controls the output voltage of the WTG. This system can be easily installed by homeowners and offersmany benefits, including reduced electricity bills and lower carbon emissions.。

小型分布式风力发电系统的设计方案1. 引言随着对可再生能源的需求增加，分布式风力发电系统在小型应用中的应用越来越受到关注。

本文将介绍一种小型分布式风力发电系统的设计方案，该方案可以以较低的成本获得可靠的风力发电能力。

2. 系统组成小型分布式风力发电系统由以下几个主要组成部分组成：2.1 风力发电机风力发电机是系统的核心组件，负责将风能转换为电能。

在设计中，选择高效率、低噪音的风力发电机非常重要。

同时，考虑到系统的可靠性和稳定性，我们建议选择叶片直径适中的垂直轴风力发电机。

2.2 风力发电控制器风力发电控制器用于控制风力发电机的运行并监测系统的状态。

它负责根据风速和电网负载情况调整风力发电机的转速，以保持系统的稳定运行。

同时，风力发电控制器还负责将风力发电机产生的交流电转换为直流电并进行电压和电流的调整，以便与电网兼容。

2.3 储能系统储能系统用于存储风力发电机产生的电能，以便在风力不稳定或电网需求高峰时供电。

常见的储能系统包括蓄电池和超级电容器。

在设计中，应根据系统的功率需求和经济性选择适当的储能系统。

2.4 电网连接小型分布式风力发电系统需要与电网连接，以便将产生的电能供给其他负载或反馈给电网。

为了确保系统与电网的稳定连接，必须添加适当的电网连接设备，如电网并网控制器和保护设备。

3. 系统运行流程小型分布式风力发电系统的运行流程主要包括以下几个步骤：3.1 感知风速和风向通过风速和风向传感器获取当前的风速和风向数据。

3.2 控制风力发电机运行根据风速数据，风力发电控制器调整风力发电机的转速，以使其处于最佳工作状态。

3.3 将风力发电机产生的交流电转换为直流电风力发电控制器将风力发电机产生的交流电转换为直流电，并对电压和电流进行调整。

3.4 储存电能或供电给电网将转换后的直流电能存储到储能系统中，以备在风力不稳定或电网需求高峰时供电。

如果系统发电量超过负载需求，多余的电能可以供电给电网。

3.5 与电网连接通过电网连接设备，将储存的电能注入电网，或从电网中获取能量以满足负载需求。

5kW的小型独立运行的风力发电系统设计一、风力发电的原理和特点原理：风力发电是利用风能来发电，而风力发电机组是将风能转化为电能的机械。

风轮是风电机组最主要的部件，由桨叶和轮毂组成。

桨叶具有良好的动力外形，在气流的作用下能产生空气动力是风轮旋转，将风能转化为机械能，再通过齿轮箱增速驱动发电机，将机械能转化电能。

然后在依据具体要求需要，通过适当的变换将其存储为化学能或者并网或者直接为负载供电。

特点：1、可再生，且清洁无污染。

2、风速随时变化，风电机组承受着十分恶劣的交变载荷。

3、风电的不稳定性会给电网或负载带来一定的冲击影响。

风力发电系统一般由叶轮、发电机及齿轮箱(在直驱系统中已省去齿轮箱)、整流器、直流环节、逆变器等组成3、装机容量的计算：1.负载用电情况的计算负载功率：5kW；日总耗电量：5 kW×6h=30kWh；月总耗电量：30kWh×30=900kWh；年总耗电量：900kWh×12=10800kWh二.风力发电机组的选型风力机一般分为水平轴和垂直轴两种，垂直轴的风力机主要缺点是转矩脉动大，在遇到强风时不易调速。

现在的风力机主要是水平轴螺旋桨推进器型的。

水平轴风力机主要由风轮、回转体、调速机构、调向机构、手刹车机构、增速齿轮箱、发电机、塔架等部件所组成。

风轮由气动性能优异的叶片装在轮毂上所组成，风轮采用定桨距或变桨距两种，小型风力机以定桨距居多。

这里采用水平轴定桨距的。

1、产品介绍:5kw小型风力发电机系统，家用FD5.0-5000W加工定制：是型号：FD5.0-5000w额定功率：5000（W）W输出电压：220（V）风轮直径：5（m）m叶片数目：3片额定风速：8（m/s）m/s产品认证：CE额定转速：220转/分钟启动风速：3m/sm/s塔架类型：拉锁塔架2、产品特点:1）、起动风速低，风能利用率高；体积小，外型美观、运行振动低。

2）、安装采用人性化设计，方便设备安装、维护和检修。