專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著不可再生能源在世界范圍內(nèi)面臨枯竭的窘境，為滿足工業(yè)化生產(chǎn)和人類生活所需，人們對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)力、水力這些可再生資源的關(guān)注和利用已日漸提升。其中，風(fēng)力發(fā)電是一種已經(jīng)發(fā)展相對(duì)成熟的能源開(kāi)發(fā)技術(shù)，尤其在高原、沿海等地區(qū)有著廣泛的普及及應(yīng)用。目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的備用電源通常采用鉛酸蓄電池組，具體地，使用鉛酸蓄電池串聯(lián)組成蓄電池組，達(dá)到變槳系統(tǒng)電源電壓要求，當(dāng)主用變槳電源不能正常收槳時(shí)，采用備用電源收槳。但備用電源——鉛酸蓄電池組經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，往往在鉛酸蓄電池組出現(xiàn)落后電池后而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，進(jìn)而造成不能正常收槳事故，致使整臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)損壞或報(bào)廢，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，當(dāng)下需要迫切解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題就是如何能夠提出一種有效的措施，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變槳電池組的在線監(jiān)測(cè)，從而保證風(fēng)機(jī)的安全收槳，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的可靠性。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括正弦交流恒流源電路模塊、激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊、接收信號(hào)切換和耦合電路模塊、接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊和單片機(jī)，其中，所述正弦交流恒流源電路模塊與所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊連接，所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊與所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊連接，所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊與所述單片機(jī)連接。優(yōu)選的，所述被測(cè)電池為變槳電池組中的一個(gè)單體。優(yōu)選的，所述變槳電池組包括三個(gè)單體，每個(gè)單體為六節(jié)串行連接的電池。優(yōu)選的，所述正弦交流恒流源電路模塊包括正弦波信號(hào)發(fā)生器、恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路、功率信號(hào)取樣和變換電路、以及功率放大電路，其中，所述正弦波信號(hào)發(fā)生器和所述恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路連接，所述恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路和所述功率放大電路連接，所述功率放大電路通過(guò)功率信號(hào)取樣和變換電路與所述恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路連接。優(yōu)選的，所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊中高壓電容并聯(lián)使用。優(yōu)選的，所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊與所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊的結(jié)構(gòu)相同。優(yōu)選的，所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊包括匹配電路、放大電路、相關(guān)相乘電路和濾波電路|吳塊。優(yōu)選的，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還包括與所述單片機(jī)連接的電池電壓監(jiān)測(cè)模塊、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)模塊和電池充放電流監(jiān)測(cè)模塊。優(yōu)選的，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還包括與所述單片機(jī)連接的CAN總線模塊。優(yōu)選的，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還包括與單片機(jī)連接的顯示和鍵盤模塊。
綜上，本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)采用交流四線阻抗測(cè)量法，將一個(gè)交流恒流激勵(lì)信號(hào)通過(guò)兩線加在電池組兩端，然后測(cè)量流過(guò)電池組的電流和該電流在電池組兩端產(chǎn)生的交流電壓降，由此可以算出電池的內(nèi)阻值，其中，電池組兩端產(chǎn)生的交流電壓降信號(hào)由另兩線取出，有效克服了導(dǎo)線電阻對(duì)電池組內(nèi)阻測(cè)量精度的影響。


圖I是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中所述的正弦交流恒流源電路模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中所述的恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖；圖4是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中所述的接收信號(hào)切換和耦合電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參照?qǐng)DI所示風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括正弦交流恒流源電路模塊、激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊、接收信號(hào)切換和耦合電路模塊、接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊和單片機(jī)，其中，所述正弦交流恒流源電路模塊與所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊連接，所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊與所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊在被測(cè)電池正負(fù)電極端相連接，組成電池4線制測(cè)量架構(gòu)，所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊連接通過(guò)被測(cè)電池與所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊連接，所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊與所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊連接，所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊與所述單片機(jī)連接。具體到實(shí)際的應(yīng)用中，所述被測(cè)電池為變槳電池組中的一個(gè)單體。通常的變槳電池組包括三個(gè)單體，每個(gè)單體為六節(jié)串行連接的電池，圖I中的電池符號(hào)分別代表三個(gè)單體。正弦交流恒流源電路模塊產(chǎn)生正弦交流恒流激勵(lì)信號(hào)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池備用電源一般由三個(gè)電池組組成，且被測(cè)電池組電壓比較高，需要通過(guò)激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊把正弦交流恒流激勵(lì)信號(hào)接入被測(cè)電池組兩端，正弦交流恒流激勵(lì)信號(hào)在電池組兩端產(chǎn)生的交流電壓降信號(hào)，通過(guò)接收信號(hào)切換和耦合基本電路模塊把交流電壓降取出，送入接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊，在接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊中，進(jìn)行阻抗匹配、放大、濾波，以濾除通帶以外的噪聲和干擾，之后與激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行相乘、相關(guān)處理，有效抑制干擾和噪聲的影響，再經(jīng)過(guò)低通濾波獲得與電池組內(nèi)阻成比例的直流信號(hào)，送入單片機(jī)的A/D端口，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行計(jì)算獲得內(nèi)阻數(shù)據(jù)。具體的由所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊所包括的匹配電路、放大電路、相關(guān)相乘電路和濾波電路模塊完成。進(jìn)一步介紹的，本實(shí)施例中以三個(gè)單體，每個(gè)單體為六節(jié)串行連接的電池為例進(jìn)行的說(shuō)明，在實(shí)際的應(yīng)用中單體和電池還可以采用其他組合方式。進(jìn)一步地，所述正弦交流恒流源電路模塊包括正弦波信號(hào)發(fā)生器、恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路、功率信號(hào)取樣和變換電路、以及功率放大電路，其中，所述正弦波信號(hào)發(fā)生器和所述恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路連接，所述恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路和所述功率放大電路連接，所述功率放大電路通過(guò)功率信號(hào)取樣和變換電路與所述恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路連接。在實(shí)際的應(yīng)用中，參見(jiàn)圖2，正弦交流恒流源電路模塊是一個(gè)閉環(huán)控制的電流負(fù)反饋電路。正弦波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)頻率穩(wěn)定、對(duì)稱、失真度低的IKHz左右正弦波信號(hào)。功率放大電路把正弦波信號(hào)進(jìn)行功率放大，得到正弦交流電流輸出。恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路把從功放輸出中得到的反饋信號(hào)，通過(guò)與給定的信號(hào)相比較，來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)，從而使輸出功率信號(hào)的電流保持恒定。更為具體的，恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖可參見(jiàn)圖3。進(jìn)一步地，所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊中高壓電容并聯(lián)使用。具體參見(jiàn)圖4給出的接收信號(hào)切換和耦合電路的結(jié)構(gòu)示意圖，高壓電容并聯(lián)使用，可以實(shí)現(xiàn)高壓隔直流，同時(shí)降低導(dǎo)通阻抗對(duì)測(cè)量的影響。繼電器的切換控制可以實(shí)現(xiàn)用一套測(cè)量電路完成對(duì)多組電池組的測(cè)量。在實(shí)際應(yīng)用中，所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊與所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊的結(jié)構(gòu)相同，只是信號(hào)的輸入輸出有所不同。補(bǔ)充介紹的，本實(shí)施例中給出了一些實(shí)際中所采用的電路結(jié)構(gòu)示意圖，基于所采用電路結(jié)構(gòu)為比較成熟的技術(shù)，文中不再贅述，另，所采用電路結(jié)構(gòu)可靈活替換為相同功效的電路結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括與所述單片機(jī)連接的電池電壓監(jiān)測(cè)模塊、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)模塊和電池充放電流監(jiān)測(cè)模塊。在實(shí)際應(yīng)用中，單片機(jī)控制順序完成所有電池組內(nèi)阻的測(cè)試后，根據(jù)環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)模塊送入的溫度傳感信號(hào)測(cè)得環(huán)境溫度值，根據(jù)電池充放電流監(jiān)測(cè)模塊送入電池組的充、放電流傳感信號(hào)測(cè)得充、放電流值，根據(jù)電池電壓監(jiān)測(cè)模塊送入的電池組電壓傳感信號(hào)測(cè)得電池組的電壓值。進(jìn)一步地，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括與所述單片機(jī)連接的CAN總線模塊。在實(shí)際應(yīng)用中，CAN總線模塊用來(lái)與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。進(jìn)一步地，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括與單片機(jī)連接的顯示和鍵盤模塊。實(shí)際應(yīng)用中，顯示和鍵盤模塊用來(lái)設(shè)定系統(tǒng)初始參數(shù)，顯示測(cè)量數(shù)據(jù)等。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廣泛用于把蓄電池組作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳備用電源的風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，主要作用是監(jiān)視蓄電池組的容量、蓄電池的老化和蓄電池充電機(jī)的工作狀態(tài)等信息，并將蓄電池相關(guān)參數(shù)信息傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，做到提前預(yù)警，從而保證風(fēng)機(jī)安全收槳的目的，進(jìn)一步提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的可靠性。同樣的，本方案還可應(yīng)用于鋰電池和鎳氫電池等的測(cè)試中，并可以同理的應(yīng)用到通信、軍事等領(lǐng)域使用蓄電池、鋰電池等系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)中。、
以上對(duì)本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員， 依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括正弦交流恒流源電路模塊、激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊、接收信號(hào)切換和耦合電路模塊、接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊和單片機(jī)，其中，所述正弦交流恒流源電路模塊與所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊連接，所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊連接通過(guò)被測(cè)電池與所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊連接，所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊與所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊連接，所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊與所述單片機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述被測(cè)電池為變槳電池組中的一個(gè)單體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述變槳電池組包括三個(gè)單體，每個(gè)單體為六節(jié)串行連接的電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述正弦交流恒流源電路模塊包括正弦波信號(hào)發(fā)生器、恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路、功率信號(hào)取樣和變換電路、以及功率放大電路，其中，所述正弦波信號(hào)發(fā)生器和所述恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路連接，所述恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路和所述功率放大電路連接，所述功率放大電路通過(guò)功率信號(hào)取樣和變換電路與所述恒流控制與驅(qū)動(dòng)電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊中高壓電容并聯(lián)使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊與所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊的結(jié)構(gòu)相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊包括匹配電路、放大電路、相關(guān)相乘電路和濾波電路模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述單片機(jī)連接的電池電壓監(jiān)測(cè)模塊、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)模塊和電池充放電流監(jiān)測(cè)模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述單片機(jī)連接的CAN總線模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括與單片機(jī)連接的顯示和鍵盤模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體包括正弦交流恒流源電路模塊、激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊、接收信號(hào)切換和耦合電路模塊、接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊和單片機(jī)，其中，所述正弦交流恒流源電路模塊與所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊連接，所述激勵(lì)信號(hào)切換和耦合電路模塊連接通過(guò)被測(cè)電池與所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊連接，所述接收信號(hào)切換和耦合電路模塊與所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊連接，所述接收信號(hào)匹配和信號(hào)處理模塊與所述單片機(jī)連接，本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電池組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)變槳電池組的在線監(jiān)測(cè)，從而保證風(fēng)機(jī)的安全收槳，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102621498SQ20121007977
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者馬伍新 申請(qǐng)人:北京亞安新能航天科技有限公司