專利名稱：一種卸荷器和卸荷器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種卸荷器和卸荷器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
因?yàn)槌杀緝r(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)，在中國(guó)市場(chǎng)上幾乎所有400瓦以下的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)都沒有剎車和穩(wěn)速或限速功能。只要有足夠的風(fēng)力，風(fēng)機(jī)就可以轉(zhuǎn)起，就能發(fā)電，風(fēng)力越大轉(zhuǎn)速就越快。這是極其危險(xiǎn)的，在內(nèi)蒙就曾經(jīng)出現(xiàn)過風(fēng)機(jī)因轉(zhuǎn)速過高，風(fēng)機(jī)頭甩出，在一公里以外找到的案例。慶幸的沒有造成人員傷害。這類小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)廠在中國(guó)到處都有，價(jià)格都在1000— 2000元之間，價(jià)格低廉，使用者易于接受，市場(chǎng)上現(xiàn)在還在大量應(yīng)用。按正常的安規(guī)要求，風(fēng)力發(fā)電機(jī)必須具有卸荷功能才能使用。所謂卸荷功能就是，當(dāng)風(fēng)力過大過急或風(fēng)力發(fā)電機(jī)處于輕荷或無荷工作狀態(tài)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓過高(超過限定值)，此時(shí)就將卸荷負(fù)載投入使風(fēng)力發(fā)電機(jī)帶重荷工作，從而使得風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降下來。此法確實(shí)有效，現(xiàn)有技術(shù)中通常都米用功率電阻來做卸荷負(fù)載，但存在以下問題:一是功率電阻發(fā)熱太多，放在燈桿里的卸荷器把燈桿都能烤燙了，功率電阻近處不敢放置其他電子設(shè)備；二是功率電阻的功率小了就會(huì)燒壞，功率大了卸荷器投入后，風(fēng)機(jī)輸出電壓就降到不能充電了，這對(duì)風(fēng)力資源是種浪費(fèi)；三是大多卸荷器都是由繼電器控制的，而卸荷負(fù)載只有投入/不投入兩種狀態(tài)，在狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)造成很大的沖擊，不利于延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的壽命，也不利于提高風(fēng)力資源的利用率。因此通過功率電阻來做卸荷負(fù)載不能徹底解決問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種以電感器為卸荷負(fù)載的卸荷器和采用一個(gè)或多個(gè)卸荷器作為卸荷負(fù)載的卸荷器系統(tǒng)，通過采用這種卸荷器和卸荷器系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的卸荷器體積大、卸 荷 負(fù)載過熱以及卸荷器投入過程中對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生沖擊等問題。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種卸荷器，包括電感器、MOSFET開關(guān)管、二極管和電流采樣電阻，其中所述電感器與所述MOSFET開關(guān)管一端連接；所述電流采樣電阻一端與所述MOSFET開關(guān)管另一端連接；所述二極管反接在所述電流采樣電阻的另一端。優(yōu)選地，還包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器與所述MOSFET開關(guān)管及電流采樣電阻相連接。本實(shí)用新型還提供一種卸荷器系統(tǒng)，包括輸入電壓電路、不少于一個(gè)的卸荷器、電流驅(qū)動(dòng)采樣放大與控制邏輯單元、主控微處理器以及LED狀態(tài)指示單元，其中，所述輸入電壓電路與卸荷器的運(yùn)算放大器和微機(jī)控制電路連接；所述卸荷器與所述電流驅(qū)動(dòng)采樣放大與控制邏輯單元相連接；所述電流驅(qū)動(dòng)采樣放大與控制邏輯單元與所述主控微處理器相連接；[0015]所述LED狀態(tài)指示單元與所述主控微處理器相連接。優(yōu)選地，所述輸入電壓電路進(jìn)一步包括兩級(jí)穩(wěn)壓電路。優(yōu)選地，所述輸入電壓電路還包括比較判斷電路。采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，利用電感器的感抗可以隨工作頻率變化的特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)高脈沖寬度調(diào)制工作頻率以減小流經(jīng)卸荷器的電流，達(dá)到卸荷電流可控的目的。利用電感器隨著頻率的提高其體積減小的特點(diǎn)，適當(dāng)選擇脈沖寬度調(diào)制的工作頻率，能夠使得卸荷器足夠小型化，而不增加其熱耗。當(dāng)脈沖寬度調(diào)制頻率高到一定程度，卸荷器足夠小型化了，發(fā)熱也小了，才使其壽命長(zhǎng)久成為可能。另外，將卸荷器的起始脈沖寬度調(diào)制工作頻率設(shè)置的高一些，使卸荷負(fù)載投入時(shí)，流經(jīng)卸荷負(fù)載的電流足夠小，不會(huì)其對(duì)風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)帶來沖擊。因?yàn)樾逗韶?fù)載投入時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)沒有沖擊，所以不會(huì)影響風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，風(fēng)機(jī)可以同時(shí)充電，充分利用風(fēng)力能源。本實(shí)用新型的卸荷器的應(yīng)用大大提高了風(fēng)機(jī)的可靠性，提高了風(fēng)力資源的利用率，并延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)的使用壽命。

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中卸荷器電路原理圖。圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)時(shí)方式中卸荷器的卸荷負(fù)載的單元電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)時(shí)方式中卸荷器帶電流采樣放大器的卸荷負(fù)載的單元電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)時(shí)方式中卸荷器供電電源和卸荷門限生成電路的單元電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖1所示，具體實(shí)時(shí)方式中公開了一種卸荷器，包括電感器L1、MOSFET開關(guān)管Q4、反接二極管和電流采樣電阻R21，其中，電感器LI與MOSFET開關(guān)管Q4的一端連接；電流采樣電阻R21 —端與MOSFET開關(guān)管Q4另一端連接；二極管反接在電流采樣電阻R21的
另一端。在具體工作中，利用電感器LI做卸荷負(fù)載，利用電感器與工作頻率之間的關(guān)系，用微機(jī)控制MOSFET開關(guān)管的通斷，從而形成一個(gè)流經(jīng)電感器的穩(wěn)定的可控電流，即卸荷電流。所述MOSFET開關(guān)管在脈沖寬度調(diào)制的控制下按脈沖寬度調(diào)制(PWM，Pulse WidthModulation)的頻率重復(fù)開或關(guān)，與所述電感器并接的所述反接二極管保證在所述MOSFET開關(guān)管關(guān)斷后把存儲(chǔ)在所述電感器上的能量泄放掉，保護(hù)所述MOSFET開關(guān)管。如圖2所示，優(yōu)選地，本實(shí)用新型還提供了另一種具體實(shí)施方式
，在卸荷器中還包括運(yùn)算放大器LM2902，所述運(yùn)算放大器與所述MOSFET開關(guān)管及電流采樣電阻相連接，將經(jīng)過電流采樣電阻的信號(hào)放大后發(fā)送至微機(jī)處理。實(shí)際工作中，卸荷負(fù)載可模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)風(fēng)機(jī)額定功率不同，配置不同，靈活選擇一個(gè)或多個(gè)卸荷負(fù)載，即卸荷電流通道，如圖3所示，在卸荷器系統(tǒng)中，包括輸入電壓電路、不少于一個(gè)的卸荷負(fù)載(卸荷電流通道)、電流驅(qū)動(dòng)采樣放大與控制邏輯單元、主控微處理器以及LED狀態(tài)指示單元，其中，所述輸入電壓電路為運(yùn)算放大器和微機(jī)控制電路提供工作電壓；所述卸荷器與所述電流驅(qū)動(dòng)采樣放大與控制邏輯單元相連接；所述電流驅(qū)動(dòng)采樣放大與控制邏輯單元與所述主控微處理器相連接；所述LED狀態(tài)指示單元與所述主控微處理器(MPU, Micro Processor Unit)相連接。如圖4所示，輸入電壓電路進(jìn)一步包括兩級(jí)穩(wěn)壓電路，第一級(jí)穩(wěn)壓電路為運(yùn)算放大器工作用的+15伏電壓，第二級(jí)穩(wěn)壓電路為微機(jī)控制電路工作用的+5伏電壓。所述輸入電壓電路還包括比較判斷電路，根據(jù)輸入電壓生成卸荷門限電壓檢測(cè)門限F_V+_GATE并發(fā)送至主控微處理器處理。下面詳細(xì)說明卸荷器系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)發(fā)電過程中的具體工作程序首先根據(jù)圖4所示的電路卸荷門限生成電路比較判斷是否應(yīng)該投入卸荷負(fù)載，如果應(yīng)該投入則利用電感器LI的感抗可以隨工作頻率變化的特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)高脈沖寬度調(diào)制工作頻率以減小流經(jīng)卸荷器的電流，達(dá)到卸荷電流可控的目的。反之亦然。根據(jù)風(fēng)機(jī)的具體大小，并利用電感器隨著頻率的提高其體積減小的特點(diǎn)，適當(dāng)選擇脈沖寬度調(diào)制的工作頻率使得卸荷器足夠小型化，而不增加其熱耗。當(dāng)脈沖寬度調(diào)制頻率高到一定程度，卸荷器足夠小型化了，發(fā)熱也小了，才使其壽命長(zhǎng)久成為可能。另外，在工作中將卸荷器的起始脈沖寬度調(diào)制工作頻率設(shè)置的高一些，使卸荷負(fù)載投入時(shí)，流經(jīng)卸荷負(fù)載的電流足夠小，就不會(huì)其對(duì)風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)帶來沖擊。因?yàn)樾逗韶?fù)載投入時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)沒有沖擊，所以不會(huì)影響風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，風(fēng)機(jī)可以同時(shí)充電，充分利用風(fēng)力能源。因此，本實(shí)用新型的卸荷器系統(tǒng)具有體積小、熱耗小、對(duì)風(fēng)機(jī)沖擊小的優(yōu)點(diǎn)，并能夠大大提高風(fēng)機(jī)的可靠性，提高了風(fēng)力資源的利用率，并延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)的使用壽命，具有廣泛的實(shí)用價(jià)值。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種 卸荷器，其特征在于，包括電感器、MOSFET開關(guān)管、二極管和電流采樣電阻，其中 所述電感器與所述MOSFET開關(guān)管一端連接； 所述電流采樣電阻一端與所述MOSFET開關(guān)管另一端連接； 所述二極管反接在所述電流采樣電阻的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卸荷器，其特征在于，還包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器與所述MOSFET開關(guān)管及電流采樣電阻相連接。
3.—種卸荷器系統(tǒng)，其特征在于，包括輸入電壓電路、不少于一個(gè)的卸荷器、電流驅(qū)動(dòng)采樣放大與控制邏輯單元、主控微處理器以及LED狀態(tài)指示單元，其中， 所述輸入電壓電路與卸荷器的運(yùn)算放大器和微機(jī)控制電路連接； 所述卸荷器與所述電流驅(qū)動(dòng)采樣放大與控制邏輯單元相連接； 所述電流驅(qū)動(dòng)采樣放大與控制邏輯單元與所述主控微處理器相連接； 所述LED狀態(tài)指示單元與所述主控微處理器相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卸荷器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電壓電路進(jìn)一步包括兩級(jí)穩(wěn)壓電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卸荷器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電壓電路還包括比較判斷電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種卸荷器和卸荷器系統(tǒng)，卸荷器包括電感器、MOSFET開關(guān)管、二極管和電流采樣電阻，其中所述電感器與所述MOSFET開關(guān)管一端連接；所述電流采樣電阻一端與所述MOSFET開關(guān)管另一端連接；所述二極管反接在所述電流采樣電阻的另一端。采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，利用電感器隨著頻率的提高其體積減小的特點(diǎn)，適當(dāng)選擇脈沖寬度調(diào)制的工作頻率，能夠使得卸荷器足夠小型化，而不增加其熱耗。
文檔編號(hào)H02P9/04GK202918237SQ20122032316
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者陳有欣 申請(qǐng)人:陳有欣