中北大学
摘要：社会生产力空前提高，目前中国汽车的产量不断增加，但新能源汽车未得到广泛应用，大多还是采用的传统汽车。因此所产生的污染物也在急剧增多，在这样的大背景中，越来越多的新能源声音开始出现。其中风能就是新能源中最典型的代表。风能是无污染能源之一，风能的开发和利用成为全球能源探索的重点项目。除了利用风能进行汽车行驶的动力来源以外，也逐渐出现了风能作为车载充电器动力的构想与实践。本文将从风能充电器的原理出发，对其中的整流电路进行充分论述与优缺点对比分析。
关键词：能量转换；风力储能；整流电路
Abstract: Social productivity has increased unprecedentedly. At present, the output of Chinese automobiles is increasing, but new energy vehicles have not been widely used, and most of them are traditional vehicles. Therefore, the pollutants produced are also increasing rapidly. In this background, more and more new energy sounds begin to appear. Among them, wind energy is the most typical representative of new energy. Wind energy is one of the pollution-free energy sources, and the development and utilization of wind energy has become a key project in global energy exploration. In addition to the use of wind energy as the power source for driving cars, the idea and practice of using wind energy as the power for on-board chargers has gradually emerged. This article will start from the principle of wind energy charger, fully discuss and compare the advantages and disadvantages of the rectifier circuit.
Keywords: energy conversion wind energy storage rectifier circuit
正文：
1风能充电器的原理与装置变换
1.1 结构组成
由于风能的特殊性，与常规的水火电系统相比风电系统具有很大的差别，主要表现在风能的随机性，风速随着大气的气温、气压、湿度、干度等因素的不同而不同，是随机和不可控的，这样作用在风力机叶片上的风能也就是随机的和不可控制的[1]。
车载风能充电器装置主要由风电转换电路，输入整流电路、充电保护电路，蓄电池组、和手摇装置五个部分组成。下面对其中的两个主要电路进行
1.1.1 整流电路
整流电路的作用是将发电机发出的三相交流电转为直流电，在车载风能充电器装置中，蓄电池组充电需要直流电，因此，车载风能充电器中整流电路功能是把交流电变为直流电为蓄电池提供稳定直流电，保证电压稳定输出。
1.1.2 保护电路
这个电路的作用是通过检测电池的电压，当电池充满时，电压高于定值，会将充电器与电池断开，随着电池的使用或者是自放电造成电压降低，当降低到一定值时，会将充电器接入进行充电，充满自动断电就可以有效延长电池的使用寿命，并且能够自动接入充电器保证电池的容量
1.2 原理论述
当风力发电正常时，输出电压经过整流滤波电路，经过斩波器送入充电器给蓄电池补充能量。风能转化为三相交流电利用电磁感应原理，三相交流电通过三相桥式全控整流电路将交流电转化为直流电，通过直流斩波电路将直流电转化成可控电压的直流电输出给蓄电池供电。
2整流电路
2.1 分类
整流电路主要的分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
2.2 单相可控整流电路
单相可控整流电路的交流侧接单相电源，它包括半波可控整流、全波可控整流、桥式全控整流和桥式半控整流。单侧接通单项电源，该电路较为简单，原理易懂，本文不做过多叙述。
2.3 三相可控整流电路
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当整流负载容量比较大时，或要求直流电压脉动较小时，采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。在三相可控整流电路中，三相桥式全控整流电路应用最为广泛， 在三相半波的基础上对其进行分析[2]。通常三相桥式整流电路是由三相输入变压器、六个整流二极管、及负载组成，三相变压器的初级和次级既可接成星形，也可接成三角形。
目前在各种整流电路中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路，习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3、VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组。
当电路中带有电阻负载时，三相桥式全控整流电路在每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，一个是共阳极组的，且不能为同1相的晶闸管。6个晶闸管的脉冲按VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的顺序，相位依次差60。；共阴极组的脉冲依次差120。，共阳极组也依次差120。；同一相的上下两个桥臂的脉冲相差180。；整流输出电压一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路[3]。
2.4 三相不可控整流电路
在三相不可控整流电路中，三相桥式整流电路仍然使用次数最多，三相桥式不可控整流电路与三相桥式可控整流电路的区别在于，可控整流电路可以通过触发脉冲来控制触发角从而达到控制电压大小的目的。但在风能充电器中，要将风能尽可能的转化为电能，因此选用三相不可控整流电路，因为三相不可控整流电路是直接由电流来控制二极管导通的，不需要考虑触发角的约束。
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从图中可以看出：变压器次级a相电压与b相电压的差值最大，因此整流二极管VD1、VD2导通，其通路为a→b→VD1→R→VD2→b，其他整流元件受反向电压作用而不导通，整流器的输出电压为变压器次级电压uab。依次类推可知该电路的运作原理。
3结语
整流电路的应用在实际生活中有非常多的应用，但万变不离其宗，其基本原理与设计思路都是从上文中的三种电路演化而来。因此，真正掌握整流电路的原理与设计思路，对风能充电器的发展有着重要作用。
参考文献：
[1]陈听宽、章燕谋、温龙，《新能源发电》，高等教育出版社，1989
[2]王兆安、黄俊，《电力电子技术》，机械工业出版社，2000
[3]郭继高，小型风能发电及其发电机，《微特电机》，1999.05