自工业革命以来,全球能源消耗飞速增长,人类面临能源危机,开发利用可再生能源势在必行,风能是重要的可再生能源。风力发电设施可以最大程度上利用风能,本文主要研究的是小型风力发电系统。当前小型风力发电系统的限速和卸荷装置在风速过大时存在一些弊端,风力发电控制器存在原创性不足、体积较大、功能不全、抗干扰能力弱等问题。为了改进小型风力发电系统,解决其存在的问题,本文结合了机械设计制造技术、电力电子技术、微型控制器技术等对小型风力发电系统进行了初步研究设计。离网型小型风力发电系统主要由风轮、发电机、充电控制器、蓄电池、逆变控制器5部分组成。本文主要针对小型风力发电系统风轮的限速机构、充电控制器和逆变控制器进行了研究。本文设计了两种风轮限速机构,其省去了变桨距系统和电气卸荷装置,叶片自身能够通过快速调节受风面面积快速实现限速功能,且安全可靠,本文对其中一种限速机构进行了仿真分析,仿真结果证明其可以有效降低风轮转速;本文针对300W小型风力发电系统设计了充电控制器,其可以将发电机发出的不稳定交流电转化为稳定的28V直流电为24V蓄电池充电,斩波频率为100k Hz,这能够有效降低充电控制器体积,其具有输出过流、过压保护,蓄电池满电、亏电检测功能;本文还设计了容量为500VA逆变控制器,其可以将24V蓄电池输出的直流电转化为220V交流电供用户负载使用,其采用数字化控制模式,抗干扰能力强、拓扑简单,逆变效率、精度高,具有输入过压保护,输出过压保护,输出过流保护功能。