基于pid控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為一種新型的電機(jī)，在利用風(fēng)力的過程中發(fā)揮著重要的作用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)是核心設(shè)備之一。
[0003]雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要的原理是在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中施加一頻率可調(diào)的交流勵(lì)磁電流，從而達(dá)到變速恒頻的目的，大大提高能量轉(zhuǎn)換效率、降低原動(dòng)機(jī)承受的機(jī)械應(yīng)力，因而雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)是變速恒頻發(fā)電領(lǐng)域的主流機(jī)型。
[0004]但是雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在如下缺點(diǎn):(1)不能追蹤最大功率，很難捕獲最大風(fēng)能，使風(fēng)力不能得到最大限度的利用；(2)電網(wǎng)與電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行頻繁的能量流通，過剩的能量消耗在電機(jī)繞組上，損害了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的壽命，造成能源浪費(fèi)；(3)電機(jī)的參數(shù)變化對(duì)電機(jī)的控制有影響，控制效果不夠理想；(4)不能實(shí)現(xiàn)自主控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，反應(yīng)遲緩。
[0005]因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域急需一種提高運(yùn)行功能，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)，能夠最大限度的利用風(fēng)能，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用壽命，節(jié)約能源，從而適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)需要的基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型提供了一種基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置，技術(shù)方案如下:
[0007]基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置，包括:主控微機(jī)、DSP控制器、PID控制器、傳感器、交流電量預(yù)處理電路、整流逆變模塊、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組和雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)；
[0008]主控微機(jī)，一端與PID控制器相連接，另一端通過通信接口與DSP控制器相連接；
[0009]PID控制器，一端與DSP控制器相連接，另一端與交流電量預(yù)處理電路相連接；
[0010]傳感器，一端與交流電量預(yù)處理電路相連接，另一端與雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接；
[0011]整流逆變模塊，一端與DSP控制器相連接，另一端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組相連接；
[0012]雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組相連接。
[0013]優(yōu)選的，在上述基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置中，交流電量預(yù)處理電路還包括:濾波和運(yùn)算放大電路、偏置電路，并且濾波和運(yùn)算放大電路分別與傳感器、偏置電路相連接，偏置電路另一端與PID控制器相連接。
[0014]優(yōu)選的，在上述基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置中，整流逆變模塊還包括:SVPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊、死區(qū)保護(hù)模塊、HVIC驅(qū)動(dòng)模塊和IGBT逆變驅(qū)動(dòng)模塊，并且依次相連接，SVPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊與DSP控制器相連接，IGBT逆變驅(qū)動(dòng)模塊與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組相連接。
[0015]優(yōu)選的，在上述基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置中，DSP控制器還包括:通信模塊、PWM模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且通信模塊通過通信接口與主控微機(jī)相連接，PWM模塊與SVPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊相連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器都與PID控制器相連接。
[0016]優(yōu)選的，在上述基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置中，PID控制器為專家自適應(yīng)PID控制器，在PID控制器內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)機(jī)和邏輯推理機(jī)，并且調(diào)節(jié)機(jī)分別與邏輯推理機(jī)、主控微機(jī)相連接。
[0017]優(yōu)選的，在上述基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置中，通信接口為RS232通信接口，通信模塊為RS232通信模塊。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019](I) PID控制器能夠依據(jù)實(shí)際風(fēng)速和風(fēng)輪機(jī)的特性，調(diào)整發(fā)電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組運(yùn)行在最大輸出功率的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，追蹤最大風(fēng)能點(diǎn)，能夠最大限度的利用風(fēng)能，從而提尚系統(tǒng)的運(yùn)彳丁效率，提尚運(yùn)彳丁功能。
[0020](2)專家自適應(yīng)PID控制器能夠根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)的變化，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)的最佳調(diào)整，改善勵(lì)磁控制系統(tǒng)的上升時(shí)間、超調(diào)量、響應(yīng)速度等控制性能，提高勵(lì)磁系統(tǒng)的穩(wěn)定性，獲得良好的控制效果。
[0021](3)整流逆變模塊能夠根據(jù)具體的運(yùn)行狀態(tài)，在不同的能量流向下交替實(shí)現(xiàn)整流和逆變的功能，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)同時(shí)向電網(wǎng)饋電的目的，減少對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的危害，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用壽命，避免能源浪費(fèi)。
[0022](4) DSP控制器能夠根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際需要，在整流逆變模塊上進(jìn)行功率因素調(diào)節(jié)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)吸收富裕的無功功率、改善電網(wǎng)的功率因素，抑制低頻震蕩和電壓的穩(wěn)定。
[0023](5) DSP控制器使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電路簡(jiǎn)單、可靠性高、可升級(jí)性強(qiáng)、控制靈活，能夠方便地在主控微機(jī)上通過RS232接口進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)、調(diào)試、查詢、診斷和修復(fù)。
[0024](6)憑借DSP控制器強(qiáng)大的運(yùn)算能力和高速的運(yùn)行速度，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組能夠采用復(fù)雜的控制策略和智能的控制方法，而不影響發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
[0025](7)通過傳感器引入雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)多變量反饋信號(hào)，能夠進(jìn)行不同類型的獨(dú)立交流勵(lì)磁調(diào)節(jié)，能保證系統(tǒng)運(yùn)行在穩(wěn)定區(qū)域。
【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本實(shí)用新型:
[0027]圖1是本實(shí)用新型基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本實(shí)用新型基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中，圖1至圖2中的附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
[0030]主控微機(jī)1，DSP控制器2，通信模塊21，PWM模塊22，數(shù)模轉(zhuǎn)換器23，模數(shù)轉(zhuǎn)換器24，PID控制器3，傳感器4，交流電量預(yù)處理電路5，濾波和運(yùn)算放大電路51，偏置電路52，整流逆變模塊6，SVPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊61，死區(qū)保護(hù)模塊62，HVIC驅(qū)動(dòng)模塊63，IGBT逆變驅(qū)動(dòng)模塊64，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組7，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)8。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本實(shí)用新型的核心為提供一種基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置，解決了參數(shù)不能調(diào)整，運(yùn)行功能差，不能最大限度的利用風(fēng)能，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用壽命，浪費(fèi)能源的問題。
[0032]為了使本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)現(xiàn)的措施、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0033]實(shí)施例1:
[0034]圖1是本實(shí)用新型基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型提供了一種基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置，包括:主控微機(jī)1、DSP控制器2、PID控制器3、傳感器4、交流電量預(yù)處理電路5、整流逆變模塊6、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組7和雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)8 ;主控微機(jī)1，一端與PID控制器3相連接，另一端通過通信接口與DSP控制器2相連接；PID控制器3，一端與DSP控制器2相連接，另一端與交流電量預(yù)處理電路5相連接；傳感器4，一端與交流電量預(yù)處理電路5相連接，另一端與雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)8相連接；整流逆變模塊6，一端與DSP控制器2相連接，另一端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組7相連接，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)8與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組7相連接。
[0035]實(shí)施例2:
[0036]圖2是本實(shí)用新型基于PID控制器的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]如圖2所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中的交流電量預(yù)處理電路5還包括:濾波和運(yùn)算放大電路51、偏置電路52，并且濾波和運(yùn)算放大電路51分別與傳感器4、偏置電路52相連接，偏置電路52另一端與PID控制器3相連接；整流逆變模塊6還包括:SVPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊61、死區(qū)保護(hù)模塊62、HVIC驅(qū)動(dòng)模塊63和IGBT逆