專利名稱：交流驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種用于風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)的交流驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
隨著不可再生能源在世界范圍內(nèi)面臨枯竭的窘境，為滿足工業(yè)化生產(chǎn)和人類生活所需，人們對太陽能、風(fēng)力、水力這些可再生能源的關(guān)注和利用已日漸提升。其中，風(fēng)力發(fā)電是一種已經(jīng)發(fā)展相對成熟的新能源開發(fā)技術(shù)，有著廣泛的普及和應(yīng)用。變槳控制系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機組的核心部件之，其主要作用是通過改變風(fēng)力發(fā)電機組槳葉角度來調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機輸出功率的大小，保證風(fēng)力發(fā)電機輸出在額定功率以內(nèi)。變槳驅(qū)動器和變槳電機是變槳控制系統(tǒng)的執(zhí)行單元，也是變槳系統(tǒng)最核心的部件之一。目前，我國風(fēng)力發(fā)電組的變槳系統(tǒng)多采用直流驅(qū)動器和直流電機，其普遍存在的問題是直流電機的功率密度小，成本高、維護(hù)麻煩，換相電刷是磨損件需要定期更換等。尤其在風(fēng)電行業(yè)普降成本，提高性價比的今天，其缺點更加突出。交流電機結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用、成本低、維護(hù)方便，正好克服了直流電機的上述缺點。交流驅(qū)動器和交流電機在風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)中的應(yīng)用已越來越廣泛。但是，應(yīng)用于交流變槳控制系統(tǒng)的通用交流驅(qū)動器在功能和性能上難以滿足交流變槳驅(qū)動器的一些特殊要求，而且目前市場也很難找到一款風(fēng)電變槳專用的交流驅(qū)動器。比如，在風(fēng)電變槳系統(tǒng)中，為了保證電網(wǎng)瞬時斷電時變槳系統(tǒng)仍然能夠可靠工作，并且在電網(wǎng)斷電后變槳系統(tǒng)能夠收攏槳葉，變槳系統(tǒng)都有自己的后備電源，這就 要求電網(wǎng)電壓供電和后備電源供電能夠無縫切換。又如，如圖1所示，后備電源充電電路包括整流電路，濾波電路和開關(guān)電路，其中整流電路的輸入端與交流電源的輸出端連接，整流電路的輸出端與濾波電路的輸入端相連，濾波電路的輸出端與開關(guān)電路的輸入端相連，開關(guān)電路的輸出端與后備電源相連，開關(guān)電路的輸出端并聯(lián)有一電源轉(zhuǎn)換電路和一米樣保護(hù)電路，開關(guān)電路的輸入端串聯(lián)有一三極管；電源轉(zhuǎn)換電路的輸入端與開關(guān)電路連接，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過三極管與一控制單元連接；采樣保護(hù)電路的輸入端與開關(guān)電路連接，采樣保護(hù)電路的輸出端與控制單元相連接。但是此技術(shù)方案需要增加額外的充電電路，雖然可以達(dá)到充電及充電保護(hù)等目的，但增加了生產(chǎn)成本。另外，交流驅(qū)動器控制板的工作電源一般都由開關(guān)電源產(chǎn)生，開關(guān)電源輸入端直接從驅(qū)動器的母線取電，母線是由交流驅(qū)動器輸入的電網(wǎng)電源整流而來。風(fēng)電電網(wǎng)的質(zhì)量不高導(dǎo)致了交流驅(qū)動器主控板的工作電源的EMC風(fēng)險較大。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種用于風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)的交流驅(qū)動器。本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)
一種交流驅(qū)動器，用于風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)，包括主回路，所述主回路包括整流電路，濾波電路和逆變電路，其中所述整流電路的輸入端與交流電網(wǎng)相連傳輸交流電壓，所述整流電路的輸出端與濾波電路的輸入端相連傳輸直流電壓，所述濾波電路的輸出端與逆變電路的輸入端相連傳輸直流電壓，所述逆變電路的輸出端與驅(qū)動電機相連傳輸交流電壓，所述主回路上所述濾波電路和所述逆變電路之間并聯(lián)一切換電路，所述切換電路包括二極管和后備電源，所述二極管的負(fù)端連接所述主回路的母線的正端，所述二極管的正端連接后備電源的正端，所述后備電源的負(fù)端和所述主回路的母線的負(fù)端相連接，所述主回路還包括一用于所述后備電源充電的充電電路，所述充電電路包括開關(guān)電路，所述開關(guān)電路的輸入端與交流驅(qū)動器的母線連接，所述開關(guān)電路的輸出端與后備電源相連；所述開關(guān)電路的輸出端并聯(lián)有一電源轉(zhuǎn)換電路和一采樣保護(hù)電路，所述開關(guān)電路的輸入端串聯(lián)有一三極管；所述電源轉(zhuǎn)換電路的輸入端與開關(guān)電路連接，所述電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過所述三極管與所述交流驅(qū)動器的I/o端口連接；所述采樣保護(hù)電路的輸入端與開關(guān)電路連接，所述采樣保護(hù)電路的輸出端與所述交流驅(qū)動器的A/D端口連接。優(yōu)選的，上述的交流驅(qū)動器，其中所述整流電路為三相二極管不控整流橋電路；所述濾波電路為無源濾波電路；所述逆變電路為三相逆變電橋電路。優(yōu)選的，上述的交流驅(qū)動器，其中所述后備電源為蓄電池組或者超級電容組。優(yōu)選的，上述的交流驅(qū)動器，其中所述交流驅(qū)動器包括主控板工作電源，一開關(guān)電源的輸入端與交流驅(qū)動器的母線連接，所述開關(guān)電源的輸出端與一級電源隔離模塊的輸入端連接，所述一級電源隔離模塊的輸出端與交流驅(qū)動器主控板相連。優(yōu)選的，上述的交流驅(qū)動器，其中還包括一外部直流電源，所述外部直流電源的輸入端與一 UPS電源連接，所述外部直流電源的輸出端通過一個二極管并聯(lián)到所述開關(guān)電源的輸出端。本發(fā)明提供了一種用于風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)的交流驅(qū)動器，通過對通用型交流驅(qū)動器的功能進(jìn)行增加和優(yōu)化，實現(xiàn)了電網(wǎng)電壓供電和后備電源供電的無縫切換，保證了電網(wǎng)瞬時斷電時變槳系統(tǒng)仍然能夠可靠工作。本發(fā)明充分利用了交流驅(qū)動器的已有資源，在交流驅(qū)動器內(nèi)部加入了充電電路，使交流驅(qū)動器具有了給后備電源充電的附加功能，風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)就不需要再單獨配置充電器和控制芯片，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明交流驅(qū)動器主控板的工作電源通過一級電源隔離模塊的隔離和外部直流電源供電的冗余設(shè)計，提高了交流驅(qū)動器在風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)中使用的可靠性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低，維護(hù)方便，性能優(yōu)良，應(yīng)用功能增強，性能提高，更加滿足在風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)中的應(yīng)用要求。以下便結(jié)合實施例附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)充電電路的電路示意圖；圖2是本發(fā)明實施例1的主回路的電路示意圖；圖3是本發(fā)明實施例1的充電電路的電路示意圖；圖4是本發(fā)明實施例1的抗干擾和冗余設(shè)計的電路示意圖。
具體實施例方式實施例1本實施例的一種交流驅(qū)動器，用于風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)，如圖2所示，包括主回路，主回路包括整流電路，濾波電路和逆變電路，整流電路為三相二極管不控整流橋電路；濾波電路為無源濾波電路；逆變電路為三相逆變電橋電路。整流電路的輸入端與交流電網(wǎng)相連傳輸交流電壓，整流電路的輸出端與濾波電路的輸入端相連傳輸直流電壓，濾波電路的輸出端與逆變電路的輸入端相連傳輸直流電壓，逆變電路的輸出端與驅(qū)動電機相連傳輸交流電壓，主回路上并聯(lián)切換電路，切換電路并聯(lián)于濾波電路和逆變電路之間。切換電路包括鉗位二極管和后備電源，后備電源為蓄電池組或者超級電容組。鉗位二極管的負(fù)端連接主回路的母線的正端，鉗位二極管的正端連接后備電源的正端，后備電源的負(fù)端和主回路的母線的負(fù)端相連接。用于后備電源充電的充電電路，如圖3所示，充電電路包括開關(guān)電路，開關(guān)電路的輸入端與交流驅(qū)動器的母線連接，開關(guān)電路的輸出端與后備電源相連；開關(guān)電路的輸出端并聯(lián)有電源轉(zhuǎn)換電路和采樣保護(hù)電路，開關(guān)電路的輸入端串聯(lián)有三極管；電源轉(zhuǎn)換電路的輸入端與開關(guān)電路連接，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過三極管與交流驅(qū)動器的I/O端口連接；采樣保護(hù)電路的輸入端與開關(guān)電路連接，采樣保護(hù)電路的輸出端與交流驅(qū)動器的A/D端口連接。交流驅(qū)動器包括主控板工作電源，如圖4所示，開關(guān)電源的輸入端與交流驅(qū)動器的母線連接，開關(guān)電源的輸出端與一級電源隔離模塊的輸入端連接，一級電源隔離模塊的輸出端與交流驅(qū)動器主控板相連。外部直流電源，外部直流電源的輸入端與UPS電源連接，外部直流電源的輸出端通過一個鉗位二極管并聯(lián)到開關(guān)電源的輸出端。本實施例提供了一種用于風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)的交流驅(qū)動器，通過對通用型交流驅(qū)動器的功能進(jìn)行增加和優(yōu)化，實現(xiàn)了電網(wǎng)電壓供電和后備電源供電的無縫切換，保證了電網(wǎng)瞬時斷電時變槳系統(tǒng)仍然能夠可靠工作。本發(fā)明充分利用了交流驅(qū)動器的已有資源，在交流驅(qū)動器內(nèi)部加入了充電電路，使交流驅(qū)動器具有了給后備電源充電的附加功能，風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)就不需要再單獨配置充電器和控制芯片，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明交流驅(qū)動器主控板的工作電源通過一級電源隔離模塊的隔離和外部直流電源供電的冗余設(shè)計，提高了交流驅(qū)動器在風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)中使用的可靠性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低，維護(hù)方便，性能優(yōu)良，應(yīng)用功能增強，性能提高，更加滿足在風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)中的應(yīng)用要求。本發(fā)明尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種交流驅(qū)動器，用于風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)， 包括主回路，所述主回路包括整流電路，濾波電路和逆變電路，其中所述整流電路的輸入端與交流電網(wǎng)相連傳輸交流電壓，所述整流電路的輸出端與濾波電路的輸入端相連傳輸直流電壓，所述濾波電路的輸出端與逆變電路的輸入端相連傳輸直流電壓，所述逆變電路的輸出端與驅(qū)動電機相連傳輸交流電壓， 其特征在于所述主回路上所述濾波電路和所述逆變電路之間并聯(lián)一切換電路，所述切換電路包括二極管和后備電源，所述二極管的負(fù)端連接所述主回路的母線的正端，所述二極管的正端連接后備電源的正端，所述后備電源的負(fù)端和所述主回路的母線的負(fù)端相連接； 所述主回路還包括一用于所述后備電源充電的充電電路，所述充電電路包括開關(guān)電路，所述開關(guān)電路的輸入端與交流驅(qū)動器的母線連接，所述開關(guān)電路的輸出端與后備電源相連；所述開關(guān)電路的輸出端并聯(lián)有一電源轉(zhuǎn)換電路和一采樣保護(hù)電路，所述開關(guān)電路的輸入端串聯(lián)有一三極管；所述電源轉(zhuǎn)換電路的輸入端與開關(guān)電路連接，所述電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過所述三極管與所述交流驅(qū)動器的I/o端口連接；所述采樣保護(hù)電路的輸入端與開關(guān)電路連接，所述采樣保護(hù)電路的輸出端與所述交流驅(qū)動器的A/D端口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流驅(qū)動器，其特征在于所述整流電路為三相二極管不控整流橋電路；所述濾波電路為無源濾波電路；所述逆變電路為三相逆變電橋電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流驅(qū)動器，其特征在于所述后備電源為蓄電池組或者超級電容組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流驅(qū)動器，其特征在于所述交流驅(qū)動器包括主控板工作電源，一開關(guān)電源的輸入端與交流驅(qū)動器的母線連接，所述開關(guān)電源的輸出端與一級電源隔離模塊的輸入端連接，所述一級電源隔離模塊的輸出端與交流驅(qū)動器主控板相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流驅(qū)動器，其特征在于還包括一外部直流電源，所述外部直流電源的輸入端與一 UPS電源連接，所述外部直流電源的輸出端通過一個二極管并聯(lián)到所述開關(guān)電源的輸出端。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種交流驅(qū)動器，用于風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)，包括主回路，所述主回路包括整流電路，濾波電路和逆變電路，所述主回路上并聯(lián)一切換電路，所述切換電路包括二極管和后備電源，所述二極管的負(fù)端連接所述主回路的母線的正端，所述二極管的正端連接后備電源的正端，所述后備電源的負(fù)端和所述主回路的母線的負(fù)端相連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低，維護(hù)方便，性能優(yōu)良，應(yīng)用功能增強，性能提高，更加滿足在風(fēng)電交流變槳系統(tǒng)中的應(yīng)用要求。
文檔編號H02J9/06GK103066685SQ201110320969
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者傅建民, 尤林森 申請人:蘇州能健電氣有限公司