专利名称：永磁风力发电机线圈连接的切换装置的制作方法
技术领域：
本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机定子线卷连接的切换装置。
背景技术：
为实现微风启动、低速风发电，风力发电机采用盘式永磁发电机。根据风速、风况的实时变化，相应改变定子线卷的连接方式。发电机定子共有16线卷单串、8串2并联、4 串4并、2串8并四种运行模式，可适应宽功率范围的正常发电与大幅度提高风能利用率的要求。要达到上述目的，将定子线卷的连接线端均通过固定的空心轴引出，接到专用的切换装置上。通常，对16只线卷是用继电器进行切换控制的，但是，一方面继电器的使用寿命有限，且可靠性不高，容易误动和拒动。这对系统的稳定性影响很大，对系统的安全造成威胁。另一方面，继电器的造价成本较高，所占空间较大，与节能降耗的宗旨相悖，因此，继电器控制方式并不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种切换可靠性高、使用寿命长、输出功率大的永磁风力发电机线圈连接的切换装置。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案本发明包括控制单元以及与控制单元相连接的切换单元；所述的切换单元由十六只单线圈及双向开关管组成。所述的十六只单线圈平均分为四组，每组的四个单线圈串联连接；其中，在第一组线圈的异名端和第二组线圈的同名端之间设置第一开关管，在第二组线圈的异名端和第四组线圈的异名端之间设置第二开关管，在第二组线圈的异名端和第三组线圈的同名端之间设置第三开光管，在第一组线圈的同名端和第三组线圈的同名端之间设置第四开关管，在第三组线圈的异名端和第四组线圈的同名端之间设置第五开关管，在第一组线圈的同名端和第二组线圈的同名端之间设置第六开关管，在第一组线圈的同名端和第四组线圈的同名端之间设置第七开关管，在第一组线圈的异名端和第四组线圈的异名端之间设置第八开关管，在三组线圈的异名端和第四组线圈的异名端之间设置第九开关管。控制单元由速度检测电路以及与其相连接的驱动电路组成。采用上述技术方案的本发明，采用了开关管和智能芯片相结合的智能控制方式， 利用装在转轴上的转速传感器，输出不同整定值的转速信号，并由此按预定的运行模式，对线卷的连接进行切换，因而能达到高的效率和大的输出功率。
图1为本发明中切换单元的电路原理图。
图2为本发明中控制单元的电路原理图。
具体实施例方式本发明包括控制单元以及与控制单元相连接的切换单元；其中切换单元由十六只单线圈及双向开关管组成。如图1所示，在切换单元中，十六只单线圈平均分为四组，每组的四个单线圈串联连接；其中，在第一组线圈的异名端和第二组线圈的同名端之间设置第一开关管K1，在第二组线圈的异名端和第四组线圈的异名端之间设置第二开关管K2，在第二组线圈的异名端和第三组线圈的同名端之间设置第三开光管K3，在第一组线圈的同名端和第三组线圈的同名端之间设置第四开关管K4，在第三组线圈的异名端和第四组线圈的同名端之间设置第五开关管K5，在第一组线圈的同名端和第二组线圈的同名端之间设置第六开关管K6，在第一组线圈的同名端和第四组线圈的同名端之间设置第七开关管K7，在第一组线圈的异名端和第四组线圈的异名端之间设置第八开关管K8，在三组线圈的异名端和第四组线圈的异名端之间设置第九开关管K9。如图2所示，控制单元由速度检测电路以及与其相连接的驱动电路组成。其中速度检测电路由三个比较器Ul，U2，U3组成，比较器的输出端连接九路驱动电路。在本发明中，每路驱动电路均由二极管以及与其相连接的光耦电路组成。光耦电路的输出端连接九个开关管。本发明的工作原理是风力发电过程中，风况风速是在随时随刻变化的，按照风速的大小，当转速η < Ii1时，第一比较器Ul输出高电平，第二比较器U2、第三比较器U3处于低电平，此时，第一开关管Κ1、第三开关管Κ3、第五开关管Κ5导通，发电机定子为16线圈1 串联模式。当转速Ii1 < η <η2时，第二比较器U2输出高电平，第一比较器U1、第三比较器U3 输出低电平，此时第一开关管Κ1、第二开关管Κ2、第四开关管Κ4、第五开关管Κ5导通，形成 8串2并模式。当转速继续上升，处于II2 < η < II3时，开关管第二开关管Κ2、第四开关管Κ4、第六开关管Κ6、第七开关管Κ7、第八开关管Κ8、第九开关管Κ9接通，发电机线圈形成4串4并模式。当转速升高超过Ii3时，8卩η > η3，通过类似方式发电机线圈则形成2串8并的连接模式。其中，I^rvn3……为结合当地实际风况自行整定的风速。通过以上智能控制的切换方式，可望实现宽功率范围的正常运行和高效率发电。
权利要求
1.一种永磁风力发电机线圈连接的切换装置，其特征在于它包括控制单元以及与控制单元相连接的切换单元；所述的切换单元由十六只单线圈及双向开关管组成。
2.根据权利要求1所述的永磁风力发电机线圈连接的切换装置，其特征在于所述的十六只单线圈平均分为四组，每组的四个单线圈串联连接；其中，在第一组线圈的异名端和第二组线圈的同名端之间设置第一开关管(Kl)，在第二组线圈的异名端和第四组线圈的异名端之间设置第二开关管(K2)，在第二组线圈的异名端和第三组线圈的同名端之间设置第三开光管(K3)，在第一组线圈的同名端和第三组线圈的同名端之间设置第四开关管(K4)， 在第三组线圈的异名端和第四组线圈的同名端之间设置第五开关管(K5)，在第一组线圈的同名端和第二组线圈的同名端之间设置第六开关管(K6)，在第一组线圈的同名端和第四组线圈的同名端之间设置第七开关管(K7)，在第一组线圈的异名端和第四组线圈的异名端之间设置第八开关管(K8)，在三组线圈的异名端和第四组线圈的异名端之间设置第九开关管 (K9)。
3.根据权利要求1所述的永磁风力发电机线圈连接的切换装置，其特征在于所述的控制单元由速度检测电路以及与其相连接的驱动电路组成。
全文摘要
一种永磁风力发电机线圈连接的切换装置，它包括控制单元以及与控制单元相连接的切换单元；所述的切换单元由十六只单线圈及双向开关管组成。采用上述技术方案的本发明，采用了开关管和智能芯片相结合的智能控制方式，利用装在转轴上的转速传感器，输出不同整定值的转速信号，并由此按预定的运行模式，对线卷的连接进行切换，因而能达到高的效率和大的输出功率。
文档编号H02P9/14GK102447438SQ20101029955
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者周保臣, 李昕, 楚光辉, 邓隐北 申请人:河南森源电气股份有限公司