本實用新型專利技術涉及一種數字信號處理器驅動的可控硅風力發電機功率控制裝置，由功率控制電路、風電機卸荷電路、風能電壓電流采樣電路、IGBT驅動電路、DC-DC斬波電路、蓄電池電壓電流采樣電路、數字信號處理器電路組成。風能電壓電流采樣電路和蓄電池電壓電流采樣電路分別用于實現對功率控制電路和蓄電池的電壓電流信號的采樣，功率控制電路采用以受控于DSP的可控硅元件組成的三相半控式整流橋電路，其輸出端分別與風電機卸荷電路和DC-DC斬波電路的輸入端聯接，IGBT驅動電路的輸出接至后續DC-DC斬波電路的輸入，DC-DC斬波電路輸出功率至蓄電池和負載。本實用新型專利技術的結構合理、操作方便、可為風電機系統的安全運行提供有效技術保障。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
數字信號處理器驅動的可控硅風力發電機功率控制裝置
本技術屬于發電機功率控制裝置
，涉及一種用于控制小型交流風力發電機(以下簡稱風電機)發電過程的數字信號處理器(Digital Signal Processor,簡稱DSP)驅動的可控硅風力發電機功率控制裝置。
技術介紹
在利用風力發電的過程中，隨著風速的增高，風電機的輸出電壓也隨之升高。在現有的缺乏機械失速保護結構的小型風電機系統中，雖然也設置有卸荷器，但如果風速超過額定值較多或負載取用功率較小，則卸荷器的接入仍不能控制系統的過負荷。在這種情況下，由于風電機輸出的電壓及電流均將超過系統控制設備的設計極限，會導致電路器件嚴重過壓、過流，最終可能因過負荷而致使器件損毀，因此，必須對之實施限制。以往的風電機控制裝置中都是采用直流接觸器(以下簡稱接觸器)來限制超速引起的過負荷。在這種系統里，風電機三相繞組所產生的電力經整流后，受控于串聯在功率控制電路中的接觸器主動合觸點。若系統檢測到風電機輸出過負荷，則斷開接觸器控制回路，甩掉接觸器主動合觸點所控制的所有電路，保護系統免受過負荷故障的損害。然而，由于接觸器是有觸點元件，其主觸點又串接于直流電路中，在風電機高速旋轉所產生的高電壓、大電流下，接通和開斷瞬間都將產生不易切斷的強電弧，使用時間一久，觸點將逐漸燒蝕，情況嚴重時，觸點將產生熔焊導致無法開斷電路。在經常處于野外無人值守運行條件的工作環境中，此類故障往往是導致風電機系統因過負荷而嚴重損毀的主因。
技術實現思路
本技術的目的在于對現有技術存在的問題加以解決，提供一種結構合理、操作方便、可為風電機系統的安全運行提供有效技術保障的數字信號處理器(DSP)驅動的可控硅風力發電機功率控制裝置。為解決上述技術問題，本技術的實現方案是這樣的:一種數字信號處理器驅動的可控硅風力發電機功率控制裝置，包括功率控制電路、風電機卸荷電路、風能電壓電流采樣電路、IGBT驅動電路、DC-DC斬波電路、蓄電池電壓電流采樣電路、數字信號處理器電路，其中:風能電壓電流采樣電路用于實現對功率控制電路電壓電流信號的采樣，其輸出端分別與數字信號處理器電路和IGBT驅動電路的采樣信號輸入端聯接；蓄電池電壓電流采樣電路用于實現對蓄電池電壓電流信號的采樣，其輸出端與數字信號處理器電路的同名輸入端聯接，數字信號處理器電路的輸出端分別接至功率控制電路的驅動控制輸入端和風電機卸荷電路的輸入端；功率控制電路的輸入端與風電機組的功率輸出端聯接，功率控制電路的輸出端分別接至風電機卸荷電路和DC-DC斬波電路的輸入端；IGBT驅動電路用于實現后續DC-DC斬波電路的輸出控制；DC-DC斬波電路用于實現功率轉換，并輸出功率至蓄電池和負載。上述數字信號處理器驅動的可控硅風力發電機功率控制裝置中，功率控制電路采用以受控于DSP的可控硅元件組成的三相半控式整流橋電路。該電路使整流元件與功率控制元件合二為一，簡化了原電路結構。實際工作中，當風電機正常運行時，其所產生的三相電能經功率控制電路(三相半控式整流橋電路)整流后，提供給裝置的其余電路，最終生成符合要求的高精度、高穩定性電能；若風電機出現過負荷，DSP輸出控制信號，使可控硅電路關斷，既切斷了高電壓、大電流的輸送通道，又無電弧產生。與現有技術相比，本技術提出一種風電機無觸點功率電路的概念，可較好功率地避免現有技術存在的弊病，為風電機系統的安全運行提供了有效地技術結構保障。【附圖說明】圖1為本技術一個具體實施例的系統結構框圖。圖中的各數字標記的名稱分別是:1 一風電機組，2 —功率控制電路，3 —風電機卸荷電路，4 一風能電壓電流采樣電路，5 — IGBT驅動電路，6 — DC-DC斬波電路，7 —蓄電池，8 —蓄電池電壓電流采樣電路，9 一數字信號處理器電路，10 —負載。【具體實施方式】以下將結合附圖對本
技術實現思路
做進一步說明，但本技術的實際應用結構并不僅限于下述的實施例。如圖1所示，本技術由設置于同一機殼內的功率控制電路2、風電機卸荷電路3、風能電壓電流采樣電路4、IGBT驅動電路5、DC-DC斬波電路6、蓄電池電壓電流采樣電路8、數字信號處理器電路9組成。風能電壓電流采樣電路4和蓄電池電壓電流采樣電路8分別用于實現對功率控制電路2和蓄電池7的電壓電流信號的采樣，風能電壓電流采樣電路4的輸出端分別與數字信號處理器電路9和IGBT驅動電路5的采樣信號輸入端聯接，蓄電池電壓電流采樣電路8的輸出端與數字信號處理器電路9的同名輸入端聯接，數字信號處理器電路9的輸出端分別接至功率控制電路2的驅動控制輸入端和風電機卸荷電路3的輸入端。功率控制電路2的輸入端與風電機組I的功率輸出端聯接，功率控制電路2的輸出端分別接至風電機卸荷電路3和DC-DC斬波電路6的輸入端。IGBT驅動電路5的輸出端接至后續DC-DC斬波電路6的輸入端。DC-DC斬波電路6用于實現功率轉換，并輸出功率至蓄電池7和負載10。具體實施結構中，功率控制電路2實際采用可控硅三相整流橋及其驅動元件組成的三相半控式整流橋電路，完成對風電機輸出三相交流電的整流。數字信號處理器電路9所輸出的三路控制信號經功率控制電路2驅動元件增強，控制三相整流橋的三個控制極。風電機卸荷電路3可采用型號為HCPL3120的器件；風能電壓電流采樣電路4可采用型號為op07的器件；IGBT驅動電路5可采用型號為HCPL316J的器件；DC_DC斬波電路6可采用型號為IKW75N60T的器件；蓄電池電壓電流米樣電路8可米用型號為op07的器件；數字信號處理器電路9可采用型號為TMS320F28016的器件。實際工作過程中，當風電機組I運行正常時，由其輸出的三相交流電經功率控制電路2的三相半控橋整流提供給后級的由IGBT功率元件及周邊器件組成的DC-DC斬波電路6，DC-DC斬波電路6由受控于風能電流電壓采樣電路4的IGBT驅動電路5控制，在風壓及風電機輸出功率正常時，產生符合設備標準要求的直流電能，供給蓄電池7和負載10 ;若風電機承受高風壓，導致風能電壓電流采樣電路4檢測到三相整流后的直流電壓、電流高于預定值，則數字信號處理器電路(DSP電路)9經首先接通風電機卸荷電路3，使多余功率經卸荷器泄放，減輕過負荷能力；若風電機卸荷電路3接入后，仍不足以減輕設備過負荷情況，由數字信號處理器電路(DSP電路)9輸出控制信號，關斷風電機功率控制電路2中的三相半控橋元件，徹底切斷風電機輸入，保護系統安全。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種數字信號處理器驅動的可控硅風力發電機功率控制裝置，其特征在于：包括功率控制電路(2)、風電機卸荷電路(3)、風能電壓電流采樣電路(4)、IGBT驅動電路(5)、DC?DC斬波電路(6)、蓄電池電壓電流采樣電路(8)、數字信號處理器電路(9)，所述的風能電壓電流采樣電路(4)用于實現對功率控制電路(2)電壓電流信號的采樣，其輸出端分別與數字信號處理器電路(9)和IGBT驅動電路(5)的采樣信號輸入端聯接；所述的蓄電池電壓電流采樣電路(8)用于實現對蓄電池(7)電壓電流信號的采樣，其輸出端與數字信號處理器電路(9)的同名輸入端聯接，數字信號處理器電路(9)的輸出端分別接至功率控制電路(2)的驅動控制輸入端和風電機卸荷電路(3)的輸入端；所述的功率控制電路(2)的輸入端與風電機組(1)的功率輸出端聯接，功率控制電路(2)的輸出端分別接至風電機卸荷電路(3)和DC?DC斬波電路(6)的輸入端；所述的IGBT驅動電路(5)用于實現后續DC?DC斬波電路(6)的輸出控制；所述的DC?DC斬波電路(6)用于實現功率轉換，并輸出功率至蓄電池(7)和負載(10)。
【技術特征摘要】
1.一種數字信號處理器驅動的可控硅風力發電機功率控制裝置，其特征在于:包括功率控制電路(2)、風電機卸荷電路(3)、風能電壓電流采樣電路⑷、IGBT驅動電路(5)、DC-DC斬波電路(6)、蓄電池電壓電流采樣電路(8)、數字信號處理器電路(9)， 所述的風能電壓電流采樣電路(4)用于實現對功率控制電路(2)電壓電流信號的采樣，其輸出端分別與數字信號處理器電路(9)和IGBT驅動電路(5)的采樣信號輸入端聯接; 所述的蓄電池電壓電流采樣電路(8)用于實現對蓄電池(7)電壓電流信號的采樣，其輸出端與數字信號處理器電路(9)的同名輸入端聯接，數字信號處理器電路(9...
【專利技術屬性】
技術研發人員：余新洛，
申請(專利權)人：余新洛，
類型：實用新型
國別省市：
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