專利名稱：一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置。
背景技術(shù)：
在風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由風(fēng)力機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)成。在開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，如何確保開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)保持最大功率輸出一直是本領(lǐng)域不斷研究的熱點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置，用于對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁控制，使開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比λ下運(yùn)行，從而使風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變，保證開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出最大功率。一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置，包括依次電連接的信號(hào)采集部件、勵(lì)磁控制部件以及功率變換輸出部件；所述信號(hào)采集部件用于采集模擬信號(hào)并將所述模擬信號(hào)輸入所述勵(lì)磁控制部件；其中，模擬信號(hào)至少包括勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電壓，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，同步脈沖信號(hào)，發(fā)電并網(wǎng)電流和并網(wǎng)電壓以及風(fēng)速；所述勵(lì)磁控制部件用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并結(jié)合勵(lì)磁控制算法進(jìn)行運(yùn)算后輸出勵(lì)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(lì)磁控制量并對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁控制，以使開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比λ下運(yùn)行，保證風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。一個(gè)實(shí)施例中，所述功率變化輸出部件由勵(lì)磁變壓器以及電連接所述勵(lì)磁變壓器的可控硅整流橋電路構(gòu)成，所述勵(lì)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(lì)磁變壓器輸出的開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流的大小，以使所述開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比λ下運(yùn)行，保證風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。一個(gè)實(shí)施例中，所述勵(lì)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(lì)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸入所述DSP勵(lì)磁控制器；所述DSP勵(lì)磁控制器用于接收所述數(shù)字信號(hào)，并結(jié)合勵(lì)磁控制算法進(jìn)行運(yùn)算后輸出勵(lì)磁控制量至所述功率變換輸出部件。一個(gè)實(shí)施例中，所述勵(lì)磁控制部件還包括電連接所述DSP勵(lì)磁控制器的開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口模塊。本發(fā)明實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置可以對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁控制，使開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比λ下運(yùn)行，從而使風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變，保證開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出最大功率，提高了風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行效率。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實(shí)用新型提供的一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置結(jié)構(gòu)示 意圖；圖2是本實(shí)用新型提供的另一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置，能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁控制，使開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比λ下運(yùn)行，從而使風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變，保證開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出最大功率。請(qǐng)參閱圖1，圖I是本實(shí)用新型提供的一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，該開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置包括依次電連接的信號(hào)采集部件101、勵(lì)磁控制部件102以及功率變換輸出部件103 ；所述信號(hào)采集部件101用于采集模擬信號(hào)并將所述模擬信號(hào)輸入所述勵(lì)磁控制部件；其中，模擬信號(hào)至少包括勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電壓，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，同步脈沖信號(hào)，發(fā)電并網(wǎng)電流和并網(wǎng)電壓以及風(fēng)速；所述勵(lì)磁控制部件102用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并結(jié)合勵(lì)磁控制算法進(jìn)行運(yùn)算后輸出勵(lì)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(lì)磁控制量并對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁控制，以使開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比λ下運(yùn)行，保證風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述功率變化輸出部件103由勵(lì)磁變壓器1031以及電連接所述勵(lì)磁變壓器1031的可控硅整流橋電路1032構(gòu)成，所述勵(lì)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(lì)磁變壓器1031輸出的開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流的大小，以使所述開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比λ下運(yùn)行，保證風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變。一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述勵(lì)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(lì)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸入所述DSP勵(lì)磁控制器1022 ;所述DSP勵(lì)磁控制器1022用于接收所述數(shù)字信號(hào)，并結(jié)合勵(lì)磁控制算法進(jìn)行運(yùn)算后輸出勵(lì)磁控制量至所述功率變換輸出部件103。一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，所述勵(lì)磁控制部件102還包括電連接所述DSP勵(lì)磁控制器1022的開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口模塊1023。本實(shí)用新型提供的開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置可以在不同風(fēng)速下控制開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流大小，從而可以控制開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比下運(yùn)行，從而保證了風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變，確保了開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最大功率輸出。其中，葉尖速比λ表示葉尖線速度與風(fēng)速V的比值，其中，η表示風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)
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速，R表示風(fēng)力機(jī)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VS 17m/s時(shí)，開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中需捕捉轉(zhuǎn)速η和風(fēng)速V，并計(jì)算得到葉尖速比λ。在大風(fēng)即V > 17m/s時(shí)，開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)需避開(kāi)最佳葉尖速比區(qū)域，使輸出功率和載荷不致過(guò)大，只需進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，此時(shí)根據(jù)發(fā)電機(jī)安全轉(zhuǎn)速給定值實(shí)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)PID控制，確保發(fā)電機(jī)在安全轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。當(dāng)風(fēng)速V > 22m/s時(shí)，啟動(dòng)強(qiáng)勵(lì)磁控制和點(diǎn)動(dòng)剎車制動(dòng)，如果5分鐘內(nèi)仍不能使發(fā)電機(jī)回到安全轉(zhuǎn)速則啟動(dòng)剎車對(duì)風(fēng)輪制動(dòng)。本實(shí)用新型提供的開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置可以對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī) 進(jìn)行勵(lì)磁控制，使開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比λ下運(yùn)行，從而使風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變，保證開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出最大功率，提高了風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行效率。以上對(duì)本實(shí)用新型提供的開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置，其特征在于，包括 依次電連接的信號(hào)采集部件、勵(lì)磁控制部件以及功率變換輸出部件； 所述信號(hào)采集部件用于采集模擬信號(hào)并將所述模擬信號(hào)輸入所述勵(lì)磁控制部件；其中，模擬信號(hào)至少包括勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電壓，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，同步脈沖信號(hào)，發(fā)電并網(wǎng)電流和并網(wǎng)電壓以及風(fēng)速； 所述勵(lì)磁控制部件用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并結(jié)合勵(lì)磁控制算法進(jìn)行運(yùn)算后輸出勵(lì)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(lì)磁控制量并對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁控制，以使開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比\下運(yùn)行，保證風(fēng)カ機(jī)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(lì)磁控制裝置，其特征在于，所述功率變化輸出部件由勵(lì)磁變壓器以及電連接所述勵(lì)磁變壓器的可控硅整流橋電路構(gòu)成，所述勵(lì)磁控制量即是可控硅整流橋電路的可控硅觸發(fā)角a，所述可控硅整流橋電路用于根據(jù)所述可控硅觸發(fā)角a的大小控制所述勵(lì)磁變壓器輸出的開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流的大小，以使所述開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比、下運(yùn)行，保證風(fēng)カ機(jī)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(lì)磁控制裝置，其特征在于，所述勵(lì)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(lì)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸入所述DSP勵(lì)磁控制器；所述DSP勵(lì)磁控制器用于接收所述數(shù)字信號(hào)，并結(jié)合勵(lì)磁控制算法進(jìn)行運(yùn)算后輸出勵(lì)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(lì)磁控制裝置，其特征在于，所述勵(lì)磁控制部件還包括電連接所述DSP勵(lì)磁控制器的開(kāi)關(guān)量輸入輸出接ロ模塊。
專利摘要一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制裝置，包括依次電連接的信號(hào)采集部件、勵(lì)磁控制部件以及功率變換輸出部件，信號(hào)采集部件用于采集模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)輸入勵(lì)磁控制部件；其中，該模擬信號(hào)至少包括勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電壓，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，同步脈沖信號(hào)，發(fā)電并網(wǎng)電流和并網(wǎng)電壓以及風(fēng)速；勵(lì)磁控制部件用于將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且結(jié)合勵(lì)磁控制算法進(jìn)行運(yùn)算后輸出勵(lì)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(lì)磁控制量并對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁控制，使開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在最佳葉尖速比λ下運(yùn)行，并且風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變，從而保證開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出最大功率。
文檔編號(hào)H02P9/04GK202586858SQ20122009045
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者周慶余, 何利 申請(qǐng)人:深圳市風(fēng)發(fā)科技發(fā)展有限公司