專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于igbt控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于IGBT控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置。
背景技術(shù)：
小型風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電機(jī)組通常是定槳距發(fā)電機(jī)組，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是槳葉與輪轂的連接是固定的，即當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，槳葉的迎風(fēng)角度不能隨之變化。這一特點(diǎn)給定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組存在兩個(gè)必須解決的問(wèn)題一是當(dāng)風(fēng)速過(guò)大，高于風(fēng)輪的額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)必須能夠?qū)⒐β氏拗圃陬~定值附近，否則風(fēng)機(jī)將超速、超載，甚至發(fā)生風(fēng)車(chē)事故，功率限制的方法主要有葉片失速控制和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速控制等二是運(yùn)行中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在突然失去電網(wǎng)(突甩負(fù)載)的情況下，槳葉自身必須具備制動(dòng)能力，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠在大風(fēng)情況下安全停機(jī)，但是大部分定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪在電網(wǎng)失電的情況下并不具備制動(dòng)能力。同時(shí)， 在上述兩種情況發(fā)生時(shí)，在風(fēng)機(jī)的主電路會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓現(xiàn)象，容易導(dǎo)致電氣設(shè)備，特別是功率器件，永久損壞，造成故障。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于IGBT控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置。本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案一種基于IGBT控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置，包括順序連接的發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)側(cè)交流器和電網(wǎng)側(cè)變流器，其特征在于所述發(fā)電機(jī)側(cè)交流器與電網(wǎng)側(cè)變流器間設(shè)置有卸載單元和為卸載單元提供PWM控制信號(hào)的控制器。上述方案中，所述控制器包括若干個(gè)光電隔離器，處理單元，通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的用于采集直流側(cè)電壓的直流側(cè)分壓電阻、通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的用于采集直流側(cè)電流的直流側(cè)分流器，通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的用于采集卸荷側(cè)電壓的卸荷側(cè)分壓電阻，通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的卸荷側(cè)分流器，所述處理單元連接有驅(qū)動(dòng)電路和JTAG接口。上述方案中，所述卸載單元包括驅(qū)動(dòng)電路、IGBT單元和卸荷電阻，所述卸荷電阻與IGBT單元串聯(lián)后與發(fā)電機(jī)側(cè)變流器輸出端兩端連接，所述驅(qū)動(dòng)單元與處理單元連接，處理單元為驅(qū)動(dòng)單元提供PWM控制信號(hào)，控制IGBT單元的通斷。本實(shí)用新型具有以下有益效果一、本實(shí)用新型由于在控制電路中采用了分立電路組成的測(cè)量電路和單片機(jī)內(nèi)的A / D轉(zhuǎn)換模塊，因此，節(jié)約了系統(tǒng)成本，更利于小型風(fēng)電系統(tǒng)的推廣。二、本實(shí)用新型為了使功率電路與單片機(jī)控制電路之間電氣隔離，設(shè)計(jì)出帶光電隔離的硬件電路。通過(guò)增加光耦隔離器和帶隔離的穩(wěn)壓電源，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)、弱電信號(hào)間的隔離以及模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)間的隔離，增強(qiáng)了系統(tǒng)抗干擾性。
圖I為本實(shí)用新型的系統(tǒng)方框圖。圖2為本實(shí)用新型的控制器的系統(tǒng)方框圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明一種基于IGBT控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置，包括順序連接的發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)側(cè)交流器和電網(wǎng)側(cè)變流器，其特征在于所述發(fā)電機(jī)側(cè)交流器與電網(wǎng)側(cè)變流器見(jiàn)設(shè)置有卸載單元和為卸載單元提供PWM控制信號(hào)的控制器。所述控制器包括若干個(gè)光電隔離器，處理單元，通過(guò)光電隔離器與處理單元連接 的用于采集直流側(cè)電壓的直流側(cè)分壓電阻、通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的用于采集直流側(cè)電流的直流側(cè)分流器，通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的用于采集卸荷側(cè)電壓的卸荷側(cè)分壓電阻，通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的卸荷側(cè)分流器，所述處理單元連接有驅(qū)動(dòng)電路和JTAG接口。所述卸載單元包括驅(qū)動(dòng)電路、IGBT單元和卸荷電阻，所述卸荷電阻與IGBT單元串聯(lián)后與發(fā)電機(jī)側(cè)變流器輸出端兩端連接，所述驅(qū)動(dòng)單元與處理單元連接，處理單元為驅(qū)動(dòng)單元提供PWM控制信號(hào)，控制IGBT單元的通斷。卸荷電路的功能是當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)中出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)，將卸荷電路投入，而卸荷電阻此時(shí)承擔(dān)起所有的過(guò)高電壓并將其轉(zhuǎn)換為熱能釋放掉，起到保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備不被損壞、使系統(tǒng)能可靠運(yùn)行的作用。在本系統(tǒng)中，要測(cè)量的電量數(shù)據(jù)有經(jīng)過(guò)整流器整流后的直流電壓和電流，以及卸荷側(cè)卸荷功率。而在測(cè)量卸荷功率時(shí)采用間接測(cè)量的方法，即先測(cè)得卸荷電阻兩端的電壓以及流過(guò)卸荷電阻的電流然后兩者相乘得到卸荷功率。所以整個(gè)系統(tǒng)要測(cè)量2組電壓和2組電流，一共是4路電量數(shù)據(jù)。4路電量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊處理到A / D轉(zhuǎn)換量程范圍以?xún)?nèi)，然后經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)部的A / D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換。單片機(jī)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算和處理，產(chǎn)生適當(dāng)占空比的PWM信號(hào)，由該信號(hào)控制卸荷器的關(guān)斷。
權(quán)利要求1.一種基于IGBT控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置，包括順序連接的發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)側(cè)交流器和電網(wǎng)側(cè)變流器，其特征在于所述發(fā)電機(jī)側(cè)交流器與電網(wǎng)側(cè)變流器間設(shè)置有卸載單元和為卸載單元提供PWM控制信號(hào)的控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于IGBT控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置，其特征在于所述控制器包括若干個(gè)光電隔離器，處理單元，通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的用于采集直流側(cè)電壓的直流側(cè)分壓電阻、通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的用于采集直流側(cè)電流的直流側(cè)分流器，通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的用于采集卸荷側(cè)電壓的卸荷側(cè)分壓電阻，通過(guò)光電隔離器與處理單元連接的卸荷側(cè)分流器，所述處理單元連接有驅(qū)動(dòng)電路和JTAG 接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于IGBT控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置，其特征在于所述卸載單元包括驅(qū)動(dòng)電路、IGBT單元和卸荷電阻，所述卸荷電阻與IGBT單元串聯(lián)后與發(fā)電機(jī)側(cè)變流器輸出端兩端連接，所述驅(qū)動(dòng)單元與處理單元連接，處理單元為驅(qū)動(dòng)單元提供PWM控制信號(hào)，控制IGBT單元的通斷。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于IGBT控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置。其主旨在于提供一種基于IGBT控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整流卸荷裝置，其包括順序連接的發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)側(cè)交流器和電網(wǎng)側(cè)變流器，其特征在于所述發(fā)電機(jī)側(cè)交流器與電網(wǎng)側(cè)變流器間設(shè)置有卸載單元和為卸載單元提供PWM控制信號(hào)的控制器。本實(shí)用新型由于在控制電路中采用了分立電路組成的測(cè)量電路和單片機(jī)內(nèi)的A／D轉(zhuǎn)換模塊，因此，節(jié)約了系統(tǒng)成本，更利于小型風(fēng)電系統(tǒng)的推廣。
文檔編號(hào)H02J3/38GK202749838SQ20122043327
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者高巍, 李波 申請(qǐng)人:成都訊易達(dá)通信設(shè)備有限公司