现有小型风力发电系统一般由风力机直接驱动三相永磁同步发电机发电,发电机输出的三相交流电通过不可控整流直接给蓄电池充电,然后经过逆变器给交流负载供电.上述系统主要存在以下问题:(1)风力机的效率较低,原因是没有对风电转换环节进行控制,风能利用系数在0.3左右,而根据贝茨理论,风能利用系数的极限值为0.593;(2)对蓄电池的充放电没有进行控制,使得蓄电池使用寿命大大缩短.该文的主要工作是研制了介于发电机和蓄电池之间的电力电子接口以控制整个风电系统能量转换过程,在一定程度上解决现有系统存在的问题,从而提高系统的整体运行性能.电力电子接口主要由两个模块组成:第一个模块是功率调节模块,主要控制风力机以最佳叶尖速比运行,自动跟踪其最大功率点,最大限度的获取风能;第二个模块为充电模块,主要根据美国科学家马斯(J.A.Mas)提出的以最低出气率为前提的蓄电池可接受充电电流曲线对蓄电池实施合理充电.该文提出了一种最大限度获取风能的控制方法,该方法通过控制新型无刷直流发电机的电磁转矩-转速特性间接控制了风力机的机械转矩-转速特性,从而达到最大功率跟踪的目的.该文设计的充电电路,充分考虑了风力发电机输出电压大范围波动这个事实,在充电器输入大范围变化的情况下实现对蓄电池的合理充电.自行搭建的风力发电实验系统的实验结果表明,新型控制方法在最大功率跟踪上取得了很好的效果,对提高小型风电系统年发电量有重要的应用价值.充电器模块实验表明,在充电器输入大范围变化时,能够实现对蓄电池恒压和恒流充电.