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专利号: 2017101497000
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种带谐振槽的能量抽取式风力发电装置,其特征在于,包括:风力发电机、谐振槽、至少一个电容、至少一个能量抽取开关、迎风面力传感器、背风面力传感器、微控制器、开关控制电路、电压采集电路、DC‑AC电路和负载;其中,谐振槽包括谐振电感、谐振电容,谐振电感与谐振电容串联后两端接风力发电机的输出绕组;电容与能量抽取开关一一对应,能量抽取开关包括一个动端、两个不动端,动端经过电容后分别接谐振电容一端、DC‑AC电路的地、负载,其中一个不动端分别接谐振电容另一端、电压采集电路的输入端,另一个不动端接DC‑AC电路的输入端;DC‑AC电路的输出端分别与电压采集电路的输入端、负载连接;迎风面力传感器、背风面力传感器分别安装于风力发电机每个叶片的迎风面、背风面,且迎风面力传感器、背风面力传感器的输出端分别与微控制器的输入端连接,微控制器的输出端经开关控制电路与能量抽取开关的动端连接,电压采集电路的输出端与微控制器的输入端连接;

所述风力发电机为垂直轴风力发电机;所述开关控制电路为三极管驱动电路。

2.根据权利要求1所述带谐振槽的能量抽取式风力发电装置,其特征在于,所述微控制器为STM32单片机。

3.根据权利要求1所述带谐振槽的能量抽取式风力发电装置,其特征在于,所述DC‑AC电路为逆变器。

4.根据权利要求1所述带谐振槽的能量抽取式风力发电装置,其特征在于,所述负载为用电器。

5.一种带谐振槽的能量抽取式风力发电方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1,打开装置的电源,风力发电机开始运转,微控制器读取每个叶片迎风面和背风面上力传感器测得的风力值,分别计算迎风面力传感器测得的风力平均值以及背风面力传感器测得的风力平均值,对二者做差,并与预先设定的阈值进行比较,进入下一步;

步骤2,若差值大于等于预先设定的阈值,进入步骤3;若差值小于预先设定的阈值,进入步骤4;

步骤3,风力发电机吸收风能并储存在谐振槽中,微控制器控制其中一个能量抽取开关将与之对应的电容与DC‑AC电路的输入端连接,并返回步骤1,再次进行比较判断;

步骤4,微控制器控制其中一个能量抽取开关将与之对应的电容并联到谐振电容两端,将谐振槽中储存的能量转移到电容上,并通过电压采集电路监测电容的充电电压,当电容的充电电压达到峰值后,控制能量抽取开关将电容切换到DC‑AC电路,由DC‑AC电路将电容上能量转移输出,返回步骤1,再次进行比较判断。