適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，包括：三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)、三相整流電路、供電模塊、DC/DC電源、控制電路、繼電器和并網(wǎng)逆變器；本實(shí)用新型有益效果：保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相平衡，運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)噪音；可以取代現(xiàn)有的復(fù)雜控制流程，使控制過(guò)程更加簡(jiǎn)捷，故障率大大降低；利用電磁控制技術(shù)原理，使控制更加精確；簡(jiǎn)化了大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制方式；不消耗額外能源，更能節(jié)能環(huán)保；用戶使用簡(jiǎn)單，易操作，安全；降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)及維護(hù)成本，利于市場(chǎng)銷售。
【專利說(shuō)明】適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，尤其涉及一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]能源短缺已成為全世界共同面對(duì)的首要問(wèn)題，風(fēng)能作為清潔能源逐漸受到各國(guó)的高度重視。我國(guó)擁有豐富的風(fēng)能資源，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的市場(chǎng)前景十分廣闊。
[0003]現(xiàn)有的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，必須配有卸荷器。當(dāng)風(fēng)大或網(wǎng)電停電，采用對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率卸載的方式控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率，通常情況下，卸荷器功率為風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率的2倍。上述方法中，卸荷器主要由功率電阻組成，通過(guò)功率電阻對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)多余的能量進(jìn)行卸載，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作時(shí)卸荷器的溫度可能高達(dá)200度以上；而且大功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，所需要配備的卸荷器體積龐大，占用空間大，安全可靠性差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提出了一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)不消耗額外能源，節(jié)能環(huán)保，并且可以取代現(xiàn)有復(fù)雜的控制流程，使控制過(guò)程更加簡(jiǎn)捷，故障率大大降低。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，包括:三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)、三相整流電路、供電模塊、DC/DC電源、控制電路、繼電器、并網(wǎng)逆變器。
[0007]所述三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)與所述三相整流電路連接，所述三相整流電路與所述并網(wǎng)逆變器連接，所述并網(wǎng)逆變器接電網(wǎng)，所述供電模塊接電網(wǎng)，所述供電模塊與所述控制電路連接，所述控制電路還與風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組L1、L2、L3和所述DC/DC電源連接，所述DC/DC電源與所述繼電器和所述三相整流電路輸出負(fù)極相連，所述繼電器與三相整流電路輸出正極相連。
[0008]所述控制電路包括:采樣電路、諧波控制電路和諧波注入電路一、諧波注入電路
二、諧波注入電路三。
[0009]所述采樣電路與所述諧波控制電路連接，所述諧波控制電路的輸出端分別與所述諧波注入電路一、諧波注入電路二、諧波注入電路三連接，同時(shí)所述諧波注入電路一、諧波注入電路二、諧波注入電路三與所述DC/DC電源連接，所述諧波注入電路一耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L1、L2兩相，所述諧波注入電路二耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L2、L3兩相，所述諧波注入電路三耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L1、L3兩相。
[0010]所述諧波注入電路由二極管和可控開關(guān)串聯(lián)組成。
[0011]所述可控開關(guān)為N型MOSFET晶體管，所述N型MOSFET晶體管的門極與所述諧波控制電路輸出端連接，所述N型MOSFET晶體管的漏極與所述二極管陰極連接，所述二極管陽(yáng)極耦接到所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組，所述N型MOSFET晶體管的源極耦接到所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組。
[0012]所述繼電器的公共觸點(diǎn)與所述三相整流電路的輸出正極連接，所述繼電器的常閉觸點(diǎn)與所述DC/DC電源連接，所述繼電器的線圈與供電模塊連接。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014](I)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相平衡，運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)噪音。
[0015](2)可以取代現(xiàn)有的復(fù)雜控制流程，使控制過(guò)程更加簡(jiǎn)捷，故障率大大降低。
[0016](3)利用電磁控制技術(shù)原理，使控制更加精確。
[0017](4)簡(jiǎn)化了大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制方式。
[0018](5)不消耗額外能源，更能節(jié)能環(huán)保。
[0019](6)用戶使用簡(jiǎn)單，易操作，安全。
[0020](7)降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)及維護(hù)成本，利于市場(chǎng)銷售。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0021]圖1是本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖。
[0022]其中，30L風(fēng)力發(fā)電機(jī)，302.三相整流電路，303.并網(wǎng)逆變器，304.供電模塊，305.控制電路，306.采樣電路，307.諧波控制電路，308.諧波注入電路一，309.諧波注入電路二，310.諧波注入電路三，311.可控開關(guān)，312.DC/DC電源，313.繼電器。
【具體實(shí)施方式】:
[0023]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0024]如圖1所示，
[0025]一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，包括:三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)301、三相整流電路302、并網(wǎng)逆變器303、供電模塊304、控制電路305、DC/DC電源312、繼電器313。所述三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)301與所述三相整流電路302連接，所述三相整流電路302與所述并網(wǎng)逆變器303連接，所述并網(wǎng)逆變器303與所述電網(wǎng)連接，所述供電模塊304接電網(wǎng)，所述供電模塊304與所述控制電路305連接，所述控制電路305還與風(fēng)力發(fā)電機(jī)301三相繞組L1、L2、L3和所述DC/DC電源312連接，所述DC/DC電源312與所述繼電器313和所述三相整流電路302輸出負(fù)極相連。
[0026]所述控制電路305包括:采樣電路306、諧波控制電路307和諧波注入電路一 308、諧波注入電路二 309、諧波注入電路三310。所述采樣電路306將采樣信號(hào)傳送至所述諧波控制電路307，所述諧波控制電路307的輸出端分別與所述諧波注入電路一 308、諧波注入電路二 309、諧波注入電路三310連接，同時(shí)，所述DC/DC電源312與所述波注入電路一 308、諧波注入電路二 309、諧波注入電路三310連接，所述諧波注入電路一 308耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)301三相繞組中的L1、L2兩相，所述諧波注入電路二 309耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)301三相繞組中的L2、L3兩相，所述諧波注入電路三310耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)301三相繞組中的L1、L3兩相。
[0027]三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)301輸出L1、L2、L3三相交流電能，通過(guò)三相全橋整流電路302的整流，輸出直流電能到并網(wǎng)逆變器303。諧波注入電路包括可控開關(guān)和二極管，可控開關(guān)的一端耦接到二極管陰極，可控開關(guān)的另一端耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)301的繞組，二極管陽(yáng)極耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)301的繞組?？煽亻_關(guān)為N型MOSFET (金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管)晶體管，MOSFET晶體管的漏極耦接到二極管陰極、源極耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)301的繞組、門極耦接到諧波控制電路307輸出端，接收諧波控制信號(hào)，根據(jù)諧波控制信號(hào)控制N型MOSFET晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0028]控制電路305包括比較電路(圖中未示出)，比較電路將采樣信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相比較，當(dāng)采樣信號(hào)大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，需要增大制動(dòng)作用，增大諧波控制信號(hào)的脈沖寬度；當(dāng)采樣信號(hào)小于基準(zhǔn)電壓時(shí)，需要減小制動(dòng)作用，減小諧波控制信號(hào)的脈沖寬度。由于MOSFET晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷，電流諧波被注入到L1、L2、L3相繞組，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)301轉(zhuǎn)子中形成感應(yīng)電勢(shì)和電流，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與電機(jī)的轉(zhuǎn)速方向相反，產(chǎn)生阻力，起到控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)301輸出功率和制動(dòng)作用。諧波控制信號(hào)的脈沖寬度增大時(shí)，N型MOSFET晶體管的導(dǎo)通時(shí)間增大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)301的磁阻增大；諧波控制信號(hào)的脈沖寬度減小時(shí)，N型MOSFET晶體管的導(dǎo)通時(shí)間減小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)301的磁阻減小。通過(guò)對(duì)注入風(fēng)力發(fā)電機(jī)301的諧波的控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)301轉(zhuǎn)子的制動(dòng)控制，進(jìn)而精確控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)301的輸出功率。
[0029]當(dāng)網(wǎng)電停電時(shí)，供電模塊304停止輸出供電,繼電器313位于常閉點(diǎn)，全橋整流電路302直接給DC/DC電源312供電，DC/DC電源312直接輸出直流信號(hào)給諧波注入電路一308、諧波注入電路二 309和諧波注入電路三310，通過(guò)諧波注入電路，電流諧波被注入到L1、L2、L3相繞組，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)301制動(dòng)。在網(wǎng)電故障或停電時(shí)，確保整個(gè)并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的安全。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，可以根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)選用任何合適的諧波注入電路向風(fēng)力發(fā)電機(jī)301的繞組注入諧波，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)301轉(zhuǎn)子中形成感應(yīng)電勢(shì)和電流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩方向與電機(jī)的轉(zhuǎn)速方向相反，產(chǎn)生阻力，起到控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)301輸出功率和制動(dòng)的作用。
[0031]本實(shí)施例中的可控開關(guān)311為MOSFET晶體管僅為示意性的，可以選用任何合適的可控開關(guān)進(jìn)行諧波注入的操作。
[0032]本實(shí)施例中的繼電器313僅為示意性的，可以選用任何合適的可控開關(guān)代替。
[0033]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征是，包括:三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)、三相整流電路、供電模塊、DC/DC電源、控制電路、繼電器和并網(wǎng)逆變器； 所述三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)與所述三相整流電路輸入端連接，所述三相整流電路輸出端與所述并網(wǎng)逆變器連接，所述并網(wǎng)逆變器接電網(wǎng)，所述供電模塊接電網(wǎng)，所述供電模塊與所述控制電路連接，所述控制電路還與風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組L1、L2、L3和所述DC/DC電源連接，所述DC/DC電源與所述繼電器和所述三相整流電路輸出負(fù)極相連，所述繼電器與所述供電模塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征是，所述控制電路包括:采樣電路、諧波控制電路和諧波注入電路一、諧波注入電路二、諧波注入電路二 ; 所述采樣電路將采樣信號(hào)傳送至所述諧波控制電路，所述諧波控制電路的輸出端分別與所述諧波注入電路一、諧波注入電路二、諧波注入電路三連接，同時(shí)，所述諧波注入電路一、諧波注入電路二、諧波注入電路三與所述DC/DC電源連接，所述諧波注入電路一耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L1、L2兩相，所述諧波注入電路二耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L2、L3兩相，所述諧波注入電路三耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L1、L3兩相。
3.如權(quán)利要求2所述的一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征是，所述諧波注入電路一、諧波注入電路二和諧波注入電路三均由二極管和可控開關(guān)串聯(lián)組成。
4.如權(quán)利要求3所述的一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征是，所述可控開關(guān)為N型MOSFET晶體管，所述N型MOSFET晶體管的門極與所述諧波控制電路連接，所述N型MOSFET晶體管的漏極與所述二極管陰極連接，所述二極管陽(yáng)極耦接到所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)繞組，所述N型MOSFET晶體管的源極耦接到所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組。
5.如權(quán)利要求1所述的一種適用于三相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征是，所述繼電器的公共觸點(diǎn)與所述三相整流電路的輸出正極連接，所述繼電器的常閉觸點(diǎn)與所述DC/DC電源連接，所述繼電器的線圈與所述供電模塊連接。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK203491716SQ201320578012
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】荊林峰, 荊聿平, 秦國(guó)榮, 李俊英 申請(qǐng)人:濟(jì)南德明電源設(shè)備有限公司