小功率海流能发电能量收集系统设计

发布时间：2021-09-24 04:09

　　针对我国大部分海域处于低流速区的情况,设计了针对低流速的小功率海流能发电能量收集系统,实现了发电机能量捕获、电能存储及负载供电控制和数据信息的采集记录。通过调节DC-DC电路输出电流,用最大功率跟踪（Maximum Power Point Tracking,MPPT）的方法,避免了传统调节方式存在对控制要求高,效率低的弊端,提高了系统的稳定性和效率。实验测试表明,系统功能满足设计要求,具有一定的应用参考价值。 

【文章来源】：电子设计工程. 2020,28(24)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

系统整体架构

前级的过压泄流保护单元可以避免发电机在极端情况下工作，主要原理如图2所示。其中自恢复保险丝F1和F2起过流保护作用，过压泄放电路防止电机转速和输出电压过高对电机和后级电路损耗[9]，带有I2C接口的高精度功率监测器INA226芯片可实现发电机输出电压、电流和功率的测量。

功率控制单元主要完成电机输出电压的变换和发电机输出功率的控制，主要由DC-DC变换电路，限流控制电路和大电容储能电路组成。在本系统中设计了使用专用开关电源控制器控制DC-DC功率回路，调节DC-DC输出端功率进而控制发电机输出功率的最大功率的跟踪方法。DC-DC输出端负载为大电容储能电路，使用迟滞比较器作为控制大电容向电池管理单元放电的开关，将DC-DC电路输出电压钳制在一定范围内，通过调节DC-DC电路输出电流，达到控制电机输出功率的目的。功率控制单元主要框图如图3所示。DC-DC变换电路主要由升降压同步开关电源控制器LTC3780和功率MOS管与电感组成[10]。LTC3780具有欠压、过压、过流和温度保护功能，其主要原理如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[4]基于超级电容器和蓄电池的复合电源研究[J]. 张俊超,孟丽囡,孙福明,王慧宁.  电源技术. 2018(11)
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[6]移动机器人运动轨迹控制算法研究[J]. 马玲,牟彬瑞.  工业仪表与自动化装置. 2018(04)
[7]基于爬山法的风力机最大功率点跟踪控制研究[J]. 张小莲.  科技创新与应用. 2017(27)
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博士论文
[1]并网型海流能发电机组控制系统关键技术研究[D]. 顾亚京.浙江大学 2018

硕士论文
[1]浪流发电装置电能后处理与监测系统研究[D]. 田园.上海海洋大学 2019
[2]2.0MW风电机组电动独立变桨关键技术研究与系统优化设计[D]. 张玉.上海交通大学 2017
[3]低功耗的电流模式同步开关降压型稳压器的设计研究[D]. 杨智.深圳大学 2016
[4]海流能发电机组叶轮模拟及负载特性研究[D]. 楼杉.浙江大学 2015
[5]用于仪器供电的小型海流能发电技术研究[D]. 王小珺.浙江大学 2016



本文编号：3407066