小型户用风力发电机控制器设计

论文编号:JD572    附原理图,论文字数:17701,页数:48

  摘 要

可再生能源的利用对我国社会经济的可持续发展和环境保护起着重要的作用。风能是利用比较广泛的一种。目前，小型风力发电机都采用蓄电池蓄能，电器的用电都由蓄电池提供，蓄电池放电后能及时由风力发电机给以补充。由于风能的随机性以及风速变化范围比较大，给蓄电池充电带来困难。本论文给出了一种蓄电池充电控制方案。论文的设计思路是，利用传感器和采样电路对蓄电池的充电电流、充电电压进行采样，单片机根据采样信号来确定蓄电池的充电状态，输出相应的D/A信号，由脉宽调制控制集成芯片TL494产生相应的PWM脉冲，驱动充电电路上的MOSFET,从而达到调节充电电流的目的，保证了蓄电池的安全快速充电。当充电电流过大或蓄电池充满时通过卸荷电路进行卸荷，防止蓄电池过充。另外，控制器还带有显示功能，让使用者能够直观了解蓄电池的充电状态。

关键词  风力发电   蓄电池  充电控制

Title  The design of minitype household wind-driven generator controller

Abstract
The utilization of regenerative energy plaise an important flat on ours socioeconomic sustainable development and environmental protection.Wind energy is used widly.For the moment,we storage energy using accumulator for the minitype wind-driven   generator.The accumulator supplies energy for the electric appliance.When the accumulator discharged its energey, it can be supplised by the wind-driven generator in season.Owing to the randomness of the wind energy and the big excursion of the wind speed,it makes the accumulator charging difficulty.The theses givise out a sort of accumulator charging arrangement of controls.The design clue of the theses is:sampling the accumulator’s charging current and charging voltage with sensor and sample circuit,the SCM ascertains the accumulator’s charged state according to the sampled signal.Then,the SCM discharge homologous D/A signal.The PWM control integration chip brought homologous PWM impulse,which can drove the MOSFET in the charge up circuit.Thereby,it can regulate the charging current,guaranting the accumulator can be charged in security and apace.

Key Words  wind power generation   accumulator   charging control
  目   录 

1  引言 ………………………………………………………………………………… 1         
1.1  本课题的意义 …………………………………………………………………… 1
1.2  蓄电池的工作原理 ……………………………………………………………… 3              
2  系统总体设计 ……………………………………………………………………… 5
2.1  课题要求 ………………………………………………………………………… 5
2.2  采取的充电控制策略 ……………………………………………………………5
3  硬件电路部分 ……………………………………………………………………… 6
3.1  硬件原理图的总体设计 ………………………………………………………… 6
3.2  风力机选型 ……………………………………………………………………… 6
3.3  蓄电池选型 ……………………………………………………………………… 7
3.4  控制面板设计 …………………………………………………………………… 8
3.5  AT89C51单片机 ………………………………………………………………… 8
3.6  看门狗电路的选型 ……………………………………………………………… 12
3.7  信号转换电路的选型 …………………………………………………………… 14
3.8  8155A接口电路 ………………………………………………………………… 17
3.9  显示及按键电路 ………………………………………………………………… 19
3.10  驱动电路 ……………………………………………………………………… 21
3.11  控制电路 ……………………………………………………………………… 22
3.12  检测电路 ……………………………………………………………………… 24
3.13 充电电路设计 …………………………………………………………………… 25
4  软件设计 …………………………………………………………………………… 27
4.1  主程序流程图 …………………………………………………………………… 27
4.2 控制子程序流程图 ………………………………………………………… 28
4.3  A/D转换子程序流程图 ………………………………………………………… 30
4.4  按键子程序流程图 ……………………………………………………………… 31
4.5  动态显示子程序流程图 ………………………………………………………… 32
5 程序编译 …………………………………………………………………… 34
结论 …………………………………………………………………………………… 38
致谢 …………………………………………………………………………………… 39
参考文献 ………………………………………………………………………………40
附录A  程序清单 …………………………………………………………………… 42
附录B  硬件电路图