專利名稱：一種風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水泵控制電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水泵在這個越來越機械化生產(chǎn)勞作的時代應(yīng)用越來越廣泛，而供應(yīng)水泵運行能量的穩(wěn)定和持久性一直是水泵行業(yè)追求的突破。在世界能源日益緊張的今天，各種節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品也隨之應(yīng)運而生，其中新能源的開發(fā)利用更是作為新的技術(shù)領(lǐng)域值得突破的研究課題，太陽能、風(fēng)能等作為取之不盡的可再生能源，為了把太陽能、風(fēng)能在人們的生活中更好的得到應(yīng)用，太陽能發(fā)電結(jié)合風(fēng)能發(fā)電的互補型自供電控系統(tǒng)逐漸得到應(yīng)用和推廣。而傳統(tǒng)的風(fēng)光互補控制系統(tǒng)僅僅只是實現(xiàn)了單個功能或兩個功能的轉(zhuǎn)換，且其穩(wěn)定性和可靠性方面還存在不足，且在結(jié)合水泵技術(shù)的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品不具有穩(wěn)定成熟的控制手段。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過合理利用風(fēng)能和太陽光能產(chǎn)生的電能給水泵提供高效、節(jié)能的能量。本實用新型通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水泵和蓄電池，其特征在于，該系統(tǒng)還包括用于風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機、用于太陽能發(fā)電的太陽能電池板和用于判斷風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電輸出功率并控制能量分配的控制單元，所述的控制單元連接有電能均衡分配電路，所述的風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板和蓄電池分別連接于電能均衡分配電路，所述的電能均衡分配電路還連接有供電驅(qū)動模塊，所述的供電驅(qū)動模塊分別連接蓄電池、控制單元和水泵。風(fēng)力發(fā)電機根據(jù)風(fēng)力大小進行發(fā)電，產(chǎn)生不穩(wěn)定的電能。同時太陽能電池板在光能達到一定程度時也進行發(fā)電，產(chǎn)生的電能根據(jù)光照情況具有不連續(xù)性和不穩(wěn)定等特性。控制單元根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板的發(fā)電輸出功率大小，控制電能均衡分配電路限制太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機、蓄電池進行優(yōu)選輸出，風(fēng)力發(fā)電機生產(chǎn)的電能和太陽能電池板產(chǎn)生的電能優(yōu)先輸出供給水泵。在風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板產(chǎn)能供給水泵過剩后，由電能均衡分配電路輸出剩余的電能給蓄電池充電。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板產(chǎn)生的電能過少不夠水泵運行時，蓄電池補充輸出供電。電能均衡分配電路和蓄電池輸出的電源通過供電驅(qū)動模塊進行處理后提供給水泵穩(wěn)定高效的電能。在上述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)中，所述的供電驅(qū)動模塊包括升壓電路和與升壓電路連接的逆變電路，上述的控制單元、電能均衡分配電路和蓄電池分別連接升壓電 路的輸入端，上述的控制單元還連接逆變電路的輸入端，所述的逆變電路的輸出端連接水泵?？刂茊卧刂乒╇婒?qū)動模塊的升壓逆變，使得輸出電源為適用水泵的最佳額度。在上述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)中，所述的控制單元上還連接有風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路，所述的風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路連接風(fēng)力發(fā)電機。風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路在風(fēng)力發(fā)電機不能正常運行時進行保護。[0008]在上述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)中，所述的電能均衡分配電路還連接有充電電路，所述的充電電路連接蓄電池。電能均衡分配電路在確定風(fēng)能發(fā)電和太陽能發(fā)電產(chǎn)生的電能大于水泵所需能量時，即產(chǎn)生的電能過剩則電能均衡分配電路連接充電電路給蓄電池充電。 在上述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)中，所述的水泵包括水泵電機，所述的水泵電機連接有軟啟動電路。軟啟動電路使電機不會一下子達到很快的轉(zhuǎn)速，電機轉(zhuǎn)速由慢到快以減少水泵電機和供電電路的電流沖擊。在上述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)中，所述的控制單元還連接有液晶顯示屏。液晶顯示屏實時顯示當(dāng)前能量形態(tài)是風(fēng)力發(fā)電機在運行還是太陽能電池板在工作，確保各部件都能正常運行。在上述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)中，所述的控制單元為STM32F103B單片機。STM32F103B單片機是具有32位的ARM芯片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點I、本實用新型通過風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板利用風(fēng)能和太陽能進行電并且互補單個產(chǎn)電的不足，不僅使該水泵的電能來自于自身的自給且環(huán)保。2、本實用新型通過合理利用風(fēng)能和太陽光能產(chǎn)生的電能給水泵提供高效、節(jié)能、穩(wěn)定的能量。3、本實用新型使用軟啟動方式進行驅(qū)動水泵電機，以減少水泵電機和輸出電路的電流沖擊。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中I、液晶顯示屏；2、蓄電池；3、風(fēng)力發(fā)電機；4、太陽能電池板；5、水泵；6、控制單元；7、供電驅(qū)動模塊；71、升壓電路；72、逆變電路；8、電能均衡分配電路；9、充電電路；10、風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路；11、軟啟動電路。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖I所示，本風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)包括水泵5和蓄電池2，水泵5包括水泵電機，水泵電機連接有軟啟動電路11。該系統(tǒng)還包括用于風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機3、用于太陽能發(fā)電的太陽能電池板4和用于判斷風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電輸出功率并控制能量分配的控制單元6，控制單元6連接有電能均衡分配電路8，風(fēng)力發(fā)電機3、太陽能電池板4和蓄電池2分別連接于電能均衡分配電路8，電能均衡分配電路8還連接有供電驅(qū)動模塊7，供電驅(qū)動模塊7分別連接蓄電池2、控制單元6和水泵5。電能均衡分配電路8包括充電電路9，充電電路9連接蓄電池2?？刂茊卧?上還連接有風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路10和液晶顯示屏I，風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路10連接風(fēng)力發(fā)電機3。這里的控制單元6為STM32F103B單片機。供電驅(qū)動模塊7包括升壓電路71和與升壓電路71連接的逆變電路72，上述的控制單元6、電能均衡分配電路8和蓄電池2分別連接升壓電路71的輸入端，上述的控制單元6還連接逆變電路72的輸入端，逆變電路72的輸出端連接水泵5。本風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)的工作原理如下風(fēng)力發(fā)電機3根據(jù)風(fēng)力大小進行發(fā)電，產(chǎn)生不穩(wěn)定的電能。同時太陽能電池板4在光能達到一定程度時也進行發(fā)電，產(chǎn)生的電能根據(jù)光照情況具有不連續(xù)性和不穩(wěn)定等特性?？刂茊卧?根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機3和太陽能電池板4的發(fā)電輸出功率大小,控制電能均衡分配電路8限制太陽能電池板4、風(fēng)力發(fā)電機3、蓄電池2進行優(yōu)選輸出，風(fēng)力發(fā)電機3生產(chǎn)的電能和太陽能電池板4產(chǎn)生的電能優(yōu)先輸出供給水泵5。為提供給水泵5的電能是穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的，剛生產(chǎn)的電能經(jīng)過控制單元6控制的升壓和逆變后成為適合水泵5用電的單相或三相電交流電，這里的逆變電路72設(shè)置成單相逆變電路72時連接單相水泵，三相逆變電路72時用于三相水泵供電。在風(fēng)力發(fā)電機3和太陽能電池板4產(chǎn)能供給水泵5過剩后，由電能均衡分配電路8輸出剩余的電能通過充電電路9給蓄電池2充電。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機3和太陽能電池板4產(chǎn)生的電能過少不夠水泵5正常運行使用時，蓄電池2補充輸出供電給升壓電路71和逆變電路72，加入到水泵5供電電路上來。確保水泵5供電的穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)。電能均衡分配電路8和蓄電池2輸出的電源通過供電驅(qū)動模塊7進行處理后提供給水泵5穩(wěn)定高效的電能。同時控制單元6還連接了風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路10和液晶顯示屏1，通過風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路10對風(fēng)力發(fā)電機3的轉(zhuǎn)速進行保護，有發(fā)生風(fēng)力發(fā)電機3在運行過程中由于垃圾引起堵轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電機3轉(zhuǎn)速變化時風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路10對風(fēng)機發(fā)電機進行保護?？刂茊卧?控制液晶顯示屏I顯示當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電機3的運行和輸出狀態(tài)、太陽能電池板4的發(fā)電輸出功率和運行狀態(tài)以及蓄電池2的電飽和度等。方便使用者了解該系統(tǒng)的運行模式，同時也方便后期的維護和修理。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了液晶顯示屏I、蓄電池2、風(fēng)力發(fā)電機3、太陽能電池板4、水泵5、控制單元6、供電驅(qū)動模塊7、升壓電路71、逆變電路72、電能均衡分配電路8、充電電路9、風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路10、軟啟動電路11等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水泵(5)和蓄電池(2)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括用于風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機(3)、用于太陽能發(fā)電的太陽能電池板(4)和用于判斷風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電輸出功率并控制能量分配的控制單元(6)，所述的控制單元(6)連接有電能均衡分配電路(8)，所述的風(fēng)力發(fā)電機(3)、太陽能電池板⑷和蓄電池(2)分別連接于電能均衡分配電路(8)，所述的電能均衡分配電路(8)還連接有供電驅(qū)動模塊(7)，所述的供電驅(qū)動模塊(7)分別連接蓄電池(2)、控制單元(6)和水泵(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的供電驅(qū)動模塊(7)包括升壓電路(71)和與升壓電路(71)連接的逆變電路(72)，上述的控制單元(6)、電能均衡分配電路(8)和蓄電池(2)分別連接升壓電路(71)的輸入端，上述的控制單元(6)還連接逆變電路(72)的輸入端，所述的逆變電路(72)的輸出端連接水泵(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制單元(6)上還連接有風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路(10)，所述的風(fēng)機轉(zhuǎn)速保護電路(10)連接風(fēng)力發(fā)電機⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的電能均衡分配電路(8)還連接有充電電路(9)，所述的充電電路(9)連接蓄電池(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的水泵(5)包括水泵(5)電機，所述的水泵(5)電機連接有軟啟動電路(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制單元(6)還連接有液晶顯示屏(I)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制單元(6)為 STM32F103B 單片機。
專利摘要本實用新型提供了一種風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)，屬于水泵控制電子技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)的水泵電能由生活用電直接進行供電用電量大、不夠節(jié)能的問題。本風(fēng)光互補水泵能量控制系統(tǒng)包括水泵和蓄電池，該系統(tǒng)還包括用于風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機、用于太陽能發(fā)電的太陽能電池板和用于判斷風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電輸出功率并控制能量分配的控制單元，控制單元連接有電能均衡分配電路，風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板和蓄電池分別連接于電能均衡分配電路，電能均衡分配電路還連接有供電驅(qū)動模塊，供電驅(qū)動模塊分別連接蓄電池、控制單元和水泵。該系統(tǒng)通過合理利用風(fēng)能和太陽光能產(chǎn)生的電能給水泵提供高效、節(jié)能的能量。
文檔編號H02J7/32GK202455145SQ201220071550
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者凌國, 張林友, 梅武軍, 袁國堂, 雷必成 申請人:浙江大學(xué)臺州研究院