一種風電式雷電預警裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種風電式雷電預警裝置。所述風電式雷電預警裝置包括風能采集模塊、儲能供電模塊、雷電預警控制模塊和大氣電場采集模塊。本實用新型可以充分利用大自然界的風能，通過風能采集模塊將風能轉化成電能，利用儲能供電模塊進行儲能，同時儲能供電模塊還可以為雷電預警控制模塊和大氣電場采集模塊提供全天候不間斷供電。此外，風能儲能模塊還可以監測雷電預警裝置所處位置的風速和風向信息，并將采集到的風速和風向信息傳遞給雷電預警控制模塊；雷電預警控制模塊將當前的風速和風向信息參與雷電預警核心運算，參與評價雷云的運動方向。本實用新型可以有效保證野外環境中雷電預警裝置的穩定工作，為雷電預警信息的真實準確提供了保障。
【專利說明】
一種風電式雷電預警裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種雷電預警裝置，具體涉及一種風電式雷電預警裝置。
【背景技術】
[0002]現有技術中雷電預警裝置的供電方式多采用市電轉直流電的方法。由于雷電預警裝置有時需要安裝在野外，安裝環境比較惡劣，存在電纜線鋪設難度大、成本高等問題。因此，如何為雷電預警裝置不間斷供電就成為一個研究的新課題。雖然在野外環境中可以利用太陽能為雷電預警裝置進行供電，然而，太陽能供電方式明顯受限于天氣影響，而且在一些地區雨季時間比較長，太陽能供電方式顯然不能為雷電預警裝置提供不間斷的供電。相比于太陽能供電方式，利用風能對雷電預警裝置進行不間斷供電更加符合實際。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提出一種風電式雷電預警裝置，以解決目前野外荒蕪地區雷電預警裝置的不間斷供電問題。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種風電式雷電預警裝置，包括雷電預警控制模塊和大氣電場采集模塊;所述雷電預警裝置還包括用于采集風能并將采集到的風能轉化為電能的風能采集模塊、以及用于接收從風能采集模塊輸入的電流并將該電流處理和變換后進行儲能的儲能供電模塊;風能采集模塊、儲能供電模塊、雷電預警控制模塊及大氣電場采集模塊依次連接。
[0006]優選地，所述風能采集模塊與雷電預警控制模塊之間還設有用于將風能采集模塊采集到的風速和風向信息上傳給雷電預警控制模塊的信號連接線。
[0007]優選地，所述風能采集模塊包括旋轉葉片、風力發電機以及用于實現旋轉葉片水平360度轉向的方向機。
[0008]優選地，所述旋轉葉片是由碳纖維復合材料制成的。
[0009]優選地，儲能供電模塊包括P麗調制整流電路、控制單元MCU、充電電路、穩壓防反充電路、鉛蓄電池及鉛蓄電池電量判斷電路;PWM調制整流電路與充電電路連接，充電電路與鉛蓄電池連接，鉛蓄電池與鉛蓄電池電量判斷電路連接，穩壓防反充電路與充電電路連接。
[0010]優選地，儲能供電模塊還包括用于實時監測蓄電池電量百分比的鉛蓄電池電量監測電路。
[0011]優選地，所述風能采集模塊與所述儲能供電模塊采用帶保護套的6mm2三芯全銅電纜相連;所述儲能供電模塊與所述雷電預警控制模塊采用帶保護套的6mm2三芯全銅電纜相連;所述雷電預警控制模塊與所述大氣電場采集模塊采用帶保護套的4mm2的全銅電纜相連。
[0012]本實用新型具有如下優點:
[0013]本實用新型中的雷電預警裝置，其包括風能采集模塊、儲能供電模塊、雷電預警控制模塊和大氣電場采集模塊。本實用新型可以充分利用大自然界的風能，通過風能采集模塊將風能轉化成電能，利用儲能供電模塊進行儲能，同時儲能供電模塊還可以為雷電預警控制模塊和大氣電場采集模塊提供全天候不間斷供電。此外，風能儲能模塊還可以監測雷電預警裝置所處位置的風速和風向信息，并將采集到的風速和風向信息傳遞給雷電預警控制模塊;雷電預警控制模塊將當前的風速和風向信息參與雷電預警核心運算，參與評價雷云的運動方向。本實用新型可以有效的保證野外環境中雷電預警裝置的穩定工作，為雷電預警信息的真實準確提供了保障。本實用新型中的雷電預警裝置結構簡單可靠，節能且易于實現。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型中一種風電式雷電預警裝置的結構示意圖；
[0015]其中，1-風能采集模塊，2-儲能供電模塊，3-雷電預警控制模塊，4-大氣電場采集模塊。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖以及【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明:
[0017]結合圖1所示，一種風電式雷電預警裝置，包括風能采集模塊1、儲能供電模塊2、雷電預警控制模塊3和大氣電場采集模塊4;其中，風能采集模塊1、儲能供電模塊2、雷電預警控制模塊3及大氣電場采集模塊4依次連接。
[0018]優選地，風能采集模塊I與儲能供電模塊2采用帶保護套的6mm2三芯全銅電纜相連;儲能供電模塊2與雷電預警控制模塊3采用帶保護套的6mm2三芯全銅電纜相連;雷電預警控制模塊3與大氣電場采集模塊4采用帶保護套的4mm2的全銅電纜相連。
[0019]在有風的環境中，風能采集模塊I將采集到的風能轉化為電能，儲能供電模塊2接收從風能采集模塊I輸入的電流，并將該電流進行處理和變換，將經過處理的電流進行儲能；同時為雷電預警控制模塊3和大氣電場采集模塊4供電。
[0020]此外，在風能采集模塊I與雷電預警控制模塊3之間還設有信號連接線。風能采集模塊I可以實時采集風速和風向信息，并將采集到的風速和風向信息經過信號連接線上傳給雷電預警控制模塊3;雷電預警控制模塊3將當前的風速風向信息參與雷電預警核心運算，參與評價雷云的運動方向，為雷電預警時間提供更加準確的預報。
[0021]具體的，風能采集模塊I包括旋轉葉片、風力發電機以及方向機。
[0022]其中，旋轉葉片是由碳纖維復合材料制成的，其剛度好、重量輕、抗疲勞特性好、使用壽命長并可適應惡劣氣候，同時使風機的輸出功率更平滑，有效的提高風能利用效率。
[0023]方向機用于實現旋轉葉片I的水平360度轉向，使得風能采集模塊I具有隨風向自調整功能，最大程度的利用大自然界的風能。
[0024]儲能供電模塊2包括PWM調制整流電路、控制單元M⑶、充電電路、穩壓防反充電路、鉛蓄電池以及鉛蓄電池電量判斷電路。其中，P WM調制整流電路與充電電路連接，充電電路與鉛蓄電池連接，鉛蓄電池與鉛蓄電池電量判斷電路連接，穩壓防反充電路與充電電路連接。
[0025]P麗調制整流電路用于將由風能采集模塊輸入的電流進行脈寬調制和PWM處理整流變換;控制單元MCU用于根據鉛蓄電池的電量狀態控制充電電路是否向所述鉛蓄電池供電;穩壓防反充電路用于防止充電電路對鉛蓄電池反向充電。
[0026]此外，儲能供電模塊2還包括用于實時監測蓄電池電量百分比的鉛蓄電池電量監測電路，鉛蓄電池電量監測電路將監測到的鉛蓄電池電量信息傳遞給雷電預警控制模塊3，以便于后臺系統監測雷電預警裝置的供電狀況。
[0027]下面具體說明本實用新型中雷電預警裝置的供電過程:
[0028](I)鉛蓄電池電量判斷電路檢測鉛蓄電池的電量狀態，即滿電和虧電狀態；
[0029 ] (2)鉛蓄電池電量判斷電路將檢測到的鉛蓄電池電量狀態發送給控制單元MCU;
[0030](3)當控制單元MCU檢測到鉛蓄電池處于虧電狀態時，執行步驟(4);當控制單元MCU檢測到鉛蓄電池處于滿電狀態時，執行步驟(5);
[0031](4) P麗調制整流電路將由風能采集模塊I輸入的電流進行脈寬調制和PWM處理整流變換，控制單元MCU發出充電信號，控制充電電路導通，并對鉛蓄電池進行充電，當鉛蓄電池充滿電后，控制單元MCU發出關斷信號，控制充電電路斷開；
[0032]在充電過程中，穩壓防反充電路對充電電流的大小和方向進行保護；
[0033 ] (5)控制單元M⑶控制充電電路斷開。
[0034]在步驟(4)中，儲能供電模塊2對來自風能采集模塊I的三相交流電進行整流濾波處理，通過實時監測鉛蓄電池和風力發電機輸出的電壓比對，對充電電流進行HVM調制，該充電方式具有充電效率高、析氫量低、延長鉛蓄電池的使用壽命的特點。
[0035]當然，以上說明僅僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的教導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質范圍之內，理應受到本實用新型的保護。
【主權項】
1.一種風電式雷電預警裝置，包括雷電預警控制模塊和大氣電場采集模塊;其特征在于，所述雷電預警裝置還包括用于采集風能并將采集到的風能轉化為電能的風能采集模塊、以及用于接收從風能采集模塊輸入的電流并將該電流處理和變換后進行儲能的儲能供電模塊;風能采集模塊、儲能供電模塊、雷電預警控制模塊及大氣電場采集模塊依次連接。2.根據權利要求1所述的一種風電式雷電預警裝置，其特征在于，所述風能采集模塊與雷電預警控制模塊之間還設有用于將風能采集模塊采集到的風速和風向信息上傳給雷電預警控制模塊的信號連接線。3.根據權利要求1所述的一種風電式雷電預警裝置，其特征在于，所述風能采集模塊包括旋轉葉片、風力發電機以及用于實現旋轉葉片水平360度轉向的方向機。4.根據權利要求3所述的一種風電式雷電預警裝置，其特征在于，所述旋轉葉片是由碳纖維復合材料制成的。5.根據權利要求1所述的一種風電式雷電預警裝置，其特征在于，所述儲能供電模塊包括P麗調制整流電路、控制單元MCU、充電電路、穩壓防反充電路、鉛蓄電池以及鉛蓄電池電量判斷電路;PWM調制整流電路與充電電路連接，充電電路與鉛蓄電池連接，鉛蓄電池與鉛蓄電池電量判斷電路連接，穩壓防反充電路與充電電路連接。6.根據權利要求5所述的一種風電式雷電預警裝置，其特征在于，所述儲能供電模塊還包括用于實時監測蓄電池電量百分比的鉛蓄電池電量監測電路。7.根據權利要求1所述的一種風電式雷電預警裝置，其特征在于，所述風能采集模塊與所述儲能供電模塊采用帶保護套的6mm2三芯全銅電纜相連;所述儲能供電模塊與所述雷電預警控制模塊采用帶保護套的6mm2三芯全銅電纜相連;所述雷電預警控制模塊與所述大氣電場采集模塊采用帶保護套的4mm2的全銅電纜相連。
【文檔編號】G01W1/10GK205445898SQ201521112318
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月29日
【發明人】高劍, 畢曉蕾, 劉璇, 高鑫, 劉娟, 劉寶全, 劉全楨
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院