專利名稱：一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機領(lǐng)域，具體涉及一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置。
背景技術(shù)：
在風(fēng)力發(fā)電機領(lǐng)域，開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機主要由風(fēng)力機和開關(guān)磁阻發(fā)電機組成。 在開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的運行過程中，如何確保開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機保持最大功率輸出一直是本領(lǐng)域不斷研究的熱點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置，用于對開關(guān)磁阻發(fā)電機進(jìn)行勵磁控制，使開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，從而使風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù) Cp保持最大值不變,保證開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機輸出最大功率。一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置，包括依次電連接的信號采集部件、勵磁控制部件以及功率變換輸出部件；所述信號采集部件用于采集模擬信號并將所述模擬信號輸入所述勵磁控制部件; 其中，模擬信號至少包括勵磁電流，勵磁電壓，發(fā)電機轉(zhuǎn)速，同步脈沖信號，發(fā)電并網(wǎng)電流和并網(wǎng)電壓以及風(fēng)速；所述勵磁控制部件用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并結(jié)合勵磁控制算法進(jìn)行運算后輸出勵磁控制量至所述功率變換輸出部件；所述功率變化輸出部件用于接收所述勵磁控制量并對開關(guān)磁阻發(fā)電機進(jìn)行勵磁控制，以使開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，保證風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。一個實施例中，所述功率變化輸出部件由勵磁變壓器以及電連接所述勵磁變壓器的可控硅整流橋電路構(gòu)成，所述勵磁控制量即是可控硅整流橋電路的可控硅觸發(fā)角α，所述可控硅整流橋電路用于根據(jù)所述可控硅觸發(fā)角α的大小控制所述勵磁變壓器輸出的開關(guān)磁阻發(fā)電機的勵磁電流的大小，以使所述開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，保證風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。一個實施例中，所述勵磁控制部件至少由模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊以及電連接所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的DSP勵磁控制器組成，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸入所述DSP勵磁控制器；所述DSP勵磁控制器用于接收所述數(shù)字信號，并結(jié)合勵磁控制算法進(jìn)行運算后輸出勵磁控制量至所述功率變換輸出部件。一個實施例中，所述勵磁控制部件還包括電連接所述DSP勵磁控制器的開關(guān)量輸入輸出接口模塊。本發(fā)明提供的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置可以對開關(guān)磁阻發(fā)電機進(jìn)行勵磁控制，使開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，從而使風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp
3保持最大值不變，保證開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機輸出最大功率，提高了風(fēng)力機的運行效率。


為了更清楚地說明本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明提供的一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明提供的另一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置，能夠?qū)﹂_關(guān)磁阻發(fā)電機進(jìn)行勵磁控制，使開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，從而使風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù) Cp保持最大值不變,保證開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機輸出最大功率。請參閱圖1，圖I是本發(fā)明提供的一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，該開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置包括依次電連接的信號采集部件101、勵磁控制部件102以及功率變換輸出部件103 ； 所述信號采集部件101用于采集模擬信號并將所述模擬信號輸入所述勵磁控制部件；其中，模擬信號至少包括勵磁電流，勵磁電壓，發(fā)電機轉(zhuǎn)速，同步脈沖信號，發(fā)電并網(wǎng)電流和并網(wǎng)電壓以及風(fēng)速；所述勵磁控制部件102用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并結(jié)合勵磁控制算法進(jìn)行運算后輸出勵磁控制量至所述功率變換輸出部件；所述功率變化輸出部件 103用于接收所述勵磁控制量并對開關(guān)磁阻發(fā)電機進(jìn)行勵磁控制，以使開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，保證風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。一個實施例中，如圖2所示，所述功率變化輸出部件103由勵磁變壓器1031以及電連接所述勵磁變壓器1031的可控硅整流橋電路1032構(gòu)成，所述勵磁控制量即是可控硅整流橋電路的可控硅觸發(fā)角α，所述可控硅整流橋電路1302用于根據(jù)所述可控硅觸發(fā)角 α的大小控制所述勵磁變壓器1031輸出的開關(guān)磁阻發(fā)電機的勵磁電流的大小，以使所述開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，保證風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。一個實施例中，如圖2所示，所述勵磁控制部件102至少由模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊1021 以及電連接所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊1021的DSP勵磁控制器1022組成，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 1021用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸入所述DSP勵磁控制器1022 ;所述DSP勵磁控制器1022用于接收所述數(shù)字信號，并結(jié)合勵磁控制算法進(jìn)行運算后輸出勵磁控制量至所述功率變換輸出部件103。一個實施例中，如圖2所示，所述勵磁控制部件102還包括電連接所述DSP勵磁控制器1022的開關(guān)量輸入輸出接口模塊1023。本發(fā)明提供的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置可以在不同風(fēng)速下控制開關(guān)磁阻發(fā)電機的勵磁電流大小，從而可以控制開關(guān)磁阻發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，使開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比下運行，從而保證了風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變，確保了開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的最大功率輸出。
其中，葉尖速比λ表示葉尖線速度2πnR/60與風(fēng)速V的比值，其中，η表示風(fēng)力機轉(zhuǎn)速，R表示風(fēng)力機風(fēng)輪半徑。根據(jù)風(fēng)輪的性能曲線，在風(fēng)速V不大的風(fēng)況即V≤17m/s時， 開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機運行過程中需捕捉轉(zhuǎn)速η和風(fēng)速V，并計算得到葉尖速比λ。在大風(fēng)即V > 17m/s時，開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機需避開最佳葉尖速比區(qū)域，使輸出功率和載荷不致過大，只需進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，此時根據(jù)發(fā)電機安全轉(zhuǎn)速給定值實行轉(zhuǎn)速閉環(huán)PID控制，確保發(fā)電機在安全轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運行。當(dāng)風(fēng)速V > 22m/s時，啟動強勵磁控制和點動剎車制動，如果5 分鐘內(nèi)仍不能使發(fā)電機回到安全轉(zhuǎn)速則啟動剎車對風(fēng)輪制動。本發(fā)明提供的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置可以對開關(guān)磁阻發(fā)電機進(jìn)行勵磁控制，使開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，從而使風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp 保持最大值不變，保證開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機輸出最大功率，提高了風(fēng)力機的運行效率。以上對本發(fā)明提供的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置，其特征在于，包括依次電連接的信號采集部件、勵磁控制部件以及功率變換輸出部件；所述信號采集部件用于采集模擬信號并將所述模擬信號輸入所述勵磁控制部件；其中，模擬信號至少包括勵磁電流，勵磁電壓，發(fā)電機轉(zhuǎn)速，同步脈沖信號，發(fā)電并網(wǎng)電流和并網(wǎng)電壓以及風(fēng)速；所述勵磁控制部件用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并結(jié)合勵磁控制算法進(jìn)行運算后輸出勵磁控制量至所述功率變換輸出部件；所述功率變化輸出部件用于接收所述勵磁控制量并對開關(guān)磁阻發(fā)電機進(jìn)行勵磁控制， 以使開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，保證風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的勵磁控制裝置，其特征在于，所述功率變化輸出部件由勵磁變壓器以及電連接所述勵磁變壓器的可控硅整流橋電路構(gòu)成，所述勵磁控制量即是可控硅整流橋電路的可控硅觸發(fā)角α，所述可控硅整流橋電路用于根據(jù)所述可控硅觸發(fā)角α的大小控制所述勵磁變壓器輸出的開關(guān)磁阻發(fā)電機的勵磁電流的大小，以使所述開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，保證風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的勵磁控制裝置，其特征在于，所述勵磁控制部件至少由模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊以及電連接所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的DSP勵磁控制器組成，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸入所述DSP勵磁控制器；所述DSP勵磁控制器用于接收所述數(shù)字信號，并結(jié)合勵磁控制算法進(jìn)行運算后輸出勵磁控制量至所述功率變換輸出部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的勵磁控制裝置，其特征在于，所述勵磁控制部件還包括電連接所述DSP勵磁控制器的開關(guān)量輸入輸出接口模塊。
全文摘要
一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機的勵磁控制裝置，包括依次電連接的信號采集部件、勵磁控制部件以及功率變換輸出部件，信號采集部件用于采集模擬信號，并將該模擬信號輸入勵磁控制部件；其中，該模擬信號至少包括勵磁電流，勵磁電壓，發(fā)電機轉(zhuǎn)速，同步脈沖信號，發(fā)電并網(wǎng)電流和并網(wǎng)電壓以及風(fēng)速；勵磁控制部件用于將該模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并且結(jié)合勵磁控制算法進(jìn)行運算后輸出勵磁控制量至功率變換輸出部件；功率變化輸出部件用于接收勵磁控制量并對開關(guān)磁阻發(fā)電機進(jìn)行勵磁控制，使開關(guān)磁阻發(fā)電機在最佳葉尖速比λ下運行，并且風(fēng)力機的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變，從而保證開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機輸出最大功率。
文檔編號H02P9/04GK102594239SQ20121006349
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者何利, 周慶余 申請人:深圳市風(fēng)發(fā)科技發(fā)展有限公司