CN102130606A - 基于集成门极换流晶闸管的多功能风力发电机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置。本发明主要是解决现有的大功率电力电子器件存在的极易产生过热现象、造成器件失效的技术问题。本发明的技术方案是：基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，它包括发电机侧变换器、过电压保护电路、电网侧变换器、同期并网开关、同期并网开关控制器、滤波器、电网侧变换器控制器、人机界面控制器和发电机侧变换器控制器；所述发电机侧变换器的左侧接入端通过电感L1、电感L2、电感L3和断路器DL2、断路器DL3、断路器DL4与外接接头X、Y、Z连接，外接接头X、Y、Z与风力发电机转子绕组接头U1、V1、W1连接。

Description

基于集成门极换流晶闸管的多功能风力发电机控制装置

技术领域

本发明涉及一种基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，它属于一种用于新能源节能减排领域中的风力发电机的控制系统。

背景技术

随着电力电子元器件和控制系统结构的发展，如可关断的可控硅整流器(GTO)，绝缘栅型双极三极管(IGBT)的开发以及变频技术结构形式和控制技术的发展，使得大功率电力电子器件被广泛应用于新能源领域如风力发电的控制系统当中。但对GTO来说，通过门极电路来控制装置件导通关断，其关断过程是非均匀的，易产生局部过热现象，造成器件失效。而以IGBT为代表的晶体管类器件，工作频率高，关断时间短，过程均匀，但由于单管容量有限，在风力发电的大电流长期运行过程当中，极易产生过热现象，若冷却问题处理不当，会造成IGBT管子失效或损坏，进而导致整个风力发电控制系统瘫痪。

发明内容

本发明的目的是解决现有的大功率电力电子器件存在的极易产生过热现象、造成器件失效的技术问题，并提供一种能对异步感应发电机、双馈线感应发电机或永磁直驱发电机三种风力发电机通用且不易产生过热现象和降低风力发电成本的基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置。

本发明为解决上述技术难点而采用的技术方案是：基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，其中：它包括发电机侧变换器、过电压保护电路、电网侧变换器、同期并网开关、同期并网开关控制器、滤波器、电网侧变换器控制器、人机界面控制器和发电机侧变换器控制器；所述发电机侧变换器的左侧接入端通过电感L1、电感L2、电感L3和断路器DL2、断路器DL3、断路器DL4与外接接头X、Y、Z连接，外接接头X、Y、Z与风力发电机转子绕组接头U1、V1、W1连接，发电机侧变换器控制器的信号输出端与发电机侧变换器的信号输入端连接对发电机侧变换器和断路器DL1发出触发信号，发电机侧变换器控制器的信号输入端与风力发电机的定子U、V、W、转子U1、V1、W1、以及直流系统中的电容C1、电容C2和过电压保护电路连接，以接收发电机转子电压、电流反馈信息、发电机转速位置反馈信息、定子电压、电流反馈信息、直流电压、电流反馈信息和保护电流反馈信息；所述电网侧变换器的右侧输出端通过电感L1′、电感L2′、电感L3′与同期并网开关的左侧输入端连接，电网侧变换器控制器的信号输出端与电网侧变换器的信号输入端连接对电网侧变换器发出触发信号，电网侧变换器控制器的信号输入端与直流系统中的电容C1’、电容C2’和过电压保护电路连接，以接收直流电压、电流反馈信息、保护电流反馈信息、电抗器前三相电流、电压反馈信息及同期并网前三相电流、电压反馈信息；同期并网开关控制器的信号输出端与同期并网开关的控制端连接以在并网时向同期并网开关发出触发信号，同期并网开关控制器的信号输入端与同期并网开关两侧和滤波器的L4、L5、L6上端连接，以接收对同期并网前后的三相电压和电流反馈信息；所述发电机侧变换器控制器、电网侧变换器控制器、同期并网开关控制器分别与人机界面控制器连接以进行实时通讯。

所述发电机侧变换器由集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1-Q6和二极管D1-D6组成，每个二极管与相对应的集成门极换流晶闸管IGCT开关并联，以实现发电机侧的整流和逆变过程；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1的K极与电感L1的右端、二极管D1的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4的A极和二极管D4的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2的K极与电感L2的右端、二极管D2的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5的A极和二极管D5的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3的K极与电感L3的右端、二极管D3的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6的A极和二极管D6的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1的A极、二极管D1的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2的A极、二极管D2的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3的A极、二极管D3的负极与断路器DL1的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4的K极、二极管D4的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5的K极、二极管D5的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6的K极和二极管D6的正极与该控制装置中的直流回路的负极连接。

所述电网侧变换器由集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1′-Q6′和二极管D1′-D6′组成，每个二极管与相对应的集成门极换流晶闸管IGCT开关并联，以实现电网侧的整流和逆变过程；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1′的A极与断路器DL1′的右端、二极管D1′的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2′的A极、二极管D2′的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3′的A极和二极管D3′的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4′的K极、二极管D4′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5′的K极、二极管D5′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6′的K极和二极管D6′的正极与该控制装置中的直流回路的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1′的K极、二极管D1′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4′的A极和二极管D4′的负极与电感L1′的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2′的K极、二极管D2′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5′的A极和二极管D5′的负极与电感L2′的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3′的K极、二极管D3′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6′的A极和二极管D6′的负极与电感L3′的左端连接。

所述风力发电机为异步感应发电机、双馈线感应发电机或永磁直驱发电机中的任意一种；当风力发电机为异步感应发电机或永磁直驱发电机时，发电机定子侧接头U、V、W与外接接头X、Y、Z连接；当风力发电机为双馈线感应发电机时，发电机转子侧接头U1、V1、W1与外接接头X、Y、Z连接。

所述过电压保护电路由二极管D7、电阻R1、R2和集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7组成，二极管D7的正极、电阻R1的下端与集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7的A端相连，集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7的K端与电阻R2的上端相连，电阻R2的下端通过电容C2、C2′的负极与该控制装置中的直流回路的负极连接，二极管D7的负极和电阻R1的上端与断路器DL1的右端、电容C1、C1′的正极、断路器DL1′的左端连接；以防止电路中大电压、大电流对电路的冲击，有效的保护整个电路。

所述同期并网开关由晶闸管SCR1-SCR6组成，晶闸管SCR1的阳极和晶闸管SCR2的阴极与电感L1′的右端和滤波器电感L4的上端连接，晶闸管SCR3的阳极和晶闸管SCR4的阴极与电感L2′的右端和滤波器电感L5的上端连接，晶闸管SCR5的阳极和晶闸管SCR6的阴极与电感L3′的右端和滤波器电感L6的上端连接；晶闸管SCR1的阴极和晶闸管SCR2的阳极通过断路器DL5左端与电网A相连接，晶闸管SCR3的阴极和晶闸管SCR4的阳极通过断路器DL6左端与电网B相连接，晶闸管SCR5的阴极和晶闸管SCR6的阳极通过断路器DL7左端与电网C相连接。

由于本发明采用了上述技术方案，采用集成门极换流晶闸管IGCT开关组成背靠背的整流逆变变流器系统，完成风力发电的交流——直流，直流——交流的变换转化控制过程。同时用一种控制装置对三种不同的MW级风力发电机：异步感应发电机、双馈线感应发电机或永磁直驱发电机进行控制，便于产品规模化、系列化和标准化，实现降低风力发电成本的目的。因此，与背景技术相比，本发明具有能对异步感应发电机、双馈线感应发电机或永磁直驱发电机三种风力发电机通用且不易产生过热现象和降低风力发电成本等优点。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是本发明装置中发电机侧变换器控制器及电网侧变换器控制器的电路图；

图3是本发明装置中交直流电压信号采集电路及IGCT开关驱动电路的电路图；

图4是本发明装置中液晶显示CPU及辅助设备电路图；

图5是本发明装置中主CPU与辅助CPU通讯接口及控制面板操作的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细描述。

如图1所示，本实施例中的基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，其中：它包括发电机侧变换器1、过电压保护电路2、电网侧变换器3、同期并网开关4、同期并网开关控制器5、滤波器6、电网侧变换器控制器7、人机界面控制器8和发电机侧变换器控制器9；所述发电机侧变换器1的左侧接入端通过电感L1、电感L2、电感L3和断路器DL2、断路器DL3、断路器DL4与外接接头X、Y、Z连接，外接接头X、Y、Z与风力发电机G转子绕组接头U1、V1、W1连接，发电机侧变换器控制器9的信号输出端与发电机侧变换器1的信号输入端连接对发电机侧变换器1和断路器DL1发出触发信号，发电机侧变换器控制器9的信号输入端与风力发电机G的定子U、V、W、转子U1、V1、W1、以及直流系统中的电容C1、电容C2和过电压保护电路2连接，以接收发电机转子电压、电流反馈信息、发电机转速位置反馈信息、定子电压、电流反馈信息、直流电压、电流反馈信息和保护电流反馈信息；所述电网侧变换器3的右侧输出端通过电感L1′、电感L2′、电感L3′与同期并网开关4的左侧输入端连接，电网侧变换器控制器7的信号输出端与电网侧变换器3的信号输入端连接对电网侧变换器3发出触发信号，电网侧变换器控制器7的信号输入端与直流系统中的电容C1’、电容C2’和过电压保护电路2连接，以接收直流电压、电流反馈信息、保护电流反馈信息、电抗器前三相电流、电压反馈信息及同期并网前三相电流、电压反馈信息；同期并网开关控制器5的信号输出端与同期并网开关4的控制端连接以在并网时向同期并网开关4发出触发信号，同期并网开关控制器5的信号输入端与同期并网开关4两侧和滤波器6的L4、L5、L6上端连接，以接收对同期并网前后的三相电压和电流反馈信息；所述发电机侧变换器控制器9、电网侧变换器控制器7、同期并网开关控制器5分别与人机界面控制器8连接以进行实时通讯。

如图1所示，所述发电机侧变换器1由集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1-Q6和二极管D1-D6组成，每个二极管与相对应的集成门极换流晶闸管IGCT开关并联，以实现发电机侧的整流和逆变过程；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1的K极与电感L1的右端、二极管D1的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4的A极和二极管D4的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2的K极与电感L2的右端、二极管D2的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5的A极和二极管D5的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3的K极与电感L3的右端、二极管D3的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6的A极和二极管D6的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1的A极、二极管D1的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2的A极、二极管D2的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3的A极、二极管D3的负极与断路器DL1的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4的K极、二极管D4的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5的K极、二极管D5的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6的K极和二极管D6的正极与该控制装置中的直流回路的负极连接。

如图1所示，所述电网侧变换器3由集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1′-Q6′和二极管D1′-D6′组成，每个二极管与相对应的集成门极换流晶闸管IGCT开关并联，以实现电网侧的整流和逆变过程；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1′的A极与断路器DL1′的右端、二极管D1′的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2′的A极、二极管D2′的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3′的A极和二极管D3′的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4′的K极、二极管D4′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5′的K极、二极管D5′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6′的K极和二极管D6′的正极与该控制装置中的直流回路的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1′的K极、二极管D1′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4′的A极和二极管D4′的负极与电感L1′的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2′的K极、二极管D2′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5′的A极和二极管D5′的负极与电感L2′的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3′的K极、二极管D3′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6′的A极和二极管D6′的负极与电感L3′的左端连接。

如图1所示，所述风力发电机G为异步感应发电机、双馈线感应发电机或永磁直驱发电机中的任意一种；当风力发电机为异步感应发电机或永磁直驱发电机时，发电机定子侧接头U、V、W与外接接头X、Y、Z连接；当风力发电机为双馈线感应发电机时，发电机转子侧接头U1、V1、W1与外接接头X、Y、Z连接。

如图1所示，所述过电压保护电路2由二极管D7、电阻R1、R2和集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7组成，二极管D7的正极、电阻R1的下端与集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7的A端相连，集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7的K端与电阻R2的上端相连，电阻R2的下端通过电容C2、C2′的负极与该控制装置中的直流回路的负极连接，二极管D7的负极和电阻R1的上端与断路器DL1的右端、电容C1、C1′的正极、断路器DL1′的左端连接；以防止电路中大电压、大电流对电路的冲击，有效的保护整个电路。电容C1的负极与电容C2的正极连接后接地，电容C1′的负极与电容C2′的正极连接后接地。

如图1所示，所述同期并网开关4由晶闸管SCR1-SCR6组成，晶闸管SCR1的阳极和晶闸管SCR2的阴极与电感L1′的右端和滤波器电感L4的上端连接，晶闸管SCR3的阳极和晶闸管SCR4的阴极与电感L2′的右端和滤波器电感L5的上端连接，晶闸管SCR5的阳极和晶闸管SCR6的阴极与电感L3′的右端和滤波器电感L6的上端连接；晶闸管SCR1的阴极和晶闸管SCR2的阳极通过断路器DL5左端与电网A相连接，晶闸管SCR3的阴极和晶闸管SCR4的阳极通过断路器DL6左端与电网B相连接，晶闸管SCR5的阴极和晶闸管SCR6的阳极通过断路器DL7左端与电网C相连接。

如图1所示，所述滤波器6由电感L4、电感L5、电感L6、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电容C3、电容C4、电容C5组成，电感L4的下端与电阻R3、电容C3串联后接地；电感L5的下端与电阻R4、电容C4串联后接地；电感L6的下端与电阻R5、电容C5串联后接地。

如图2所示，发电机侧变换器控制器由主处理器CPU芯片U8(DSPIC33FJ256MC710)、电源输入端口、退耦电容电路、复位按键电路、正交编码器接口、ICD2编程调试接口、断路器控制电路、开关隔离驱动电路、主晶振电路、I2C总线接口电路和RS232通讯电路等组成，主处理器CPU芯片U8(DSPIC33FJ256MC710)接收永磁风力发电机、异步感应风力发电机定子电压电流反馈信号，转子绕组式双馈电风力发电机的定子电压电流反馈信号、转子电压电流反馈信号，以及三种风力发电机转子转速及位置反馈信号、直流电压电流反馈信号、保护电流反馈信号，通过接收这些反馈信号来调节对发电机侧变换器中相应的集成门极换流晶闸管IGCT的门极的控制，确定发电机侧功率的传输方向，以及判断装置是否过压、过流，控制保护断路器是否动作。

如图2a所示，主处理器CPU芯片U8(DSPIC33FJ256MC710)的管脚1、5、10-12、14、17-19、25、38、47、48、51-55、58-61、64、66-74、77-84、87-92、95-97悬空，这些管脚不向外发送信号，也不接收外部信号；主处理器CPU芯片U8的管脚2、16、29、30、37、46、62、86与+3.3V电源连接；作用是为主处理器CPU芯片U8供电；主处理器CPU芯片U8的管脚15、36、45、65、75与数字信号地GND连接；作用是为主处理器CPU芯片U8提供数字电源地；主处理器CPU芯片U8的管脚3、4、93、94、98、99、100为操作变换器相应IGCT开关和过电压保护开关的控制端，它们分别与图2h中的开关隔离驱动电路的PWM1-7端连接，用来发送PWM操作触发信号去控制IGCT开关触发电路；主处理器CPU芯片U8的管脚6-9、23-24、32-35、41-44为模拟信号偏置电路的采集端，其中主处理器CPU芯片U8的管脚43、44、6-9分别与图3d中的AN14-19连接；主处理器CPU芯片U8的管脚23与图3b中的AN2连接；主处理器CPU芯片U8的管脚24与图3a中的AN1连接；主处理器CPU芯片U8的管脚32-35、41、42分别与图3c中的AN8-13连接；主处理器CPU芯片U8的管脚20、21、22分别与图2e中的正交编码器接口中的端子J4管脚2、4、5连接；其作用是通过正交编码器对风力发电机的转速及转子位置进行采集；主处理器CPU芯片U8的管脚39、40、49、50为RS232通讯电路数据的发送和接收端口，其中，主处理器CPU芯片U8的管脚39与RS232通讯电路中芯片U9(MAX232)的管脚10连接；主处理器CPU芯片U8的管脚40与图2k中电阻R44的右端连接；主处理器CPU芯片U8的管脚49与图2k中电阻R43的右端连接；主处理器CPU芯片U8的管脚50与图2k中芯片U9(MAX232)的管脚11连接；主处理器CPU芯片U8的管脚13为编程电压输出端口，它与图2d中的复位按键中的电阻R30的右端、图2f中的ICD2编程调试接口中端子J5管脚1连接；主处理器CPU芯片U8的管脚26、27为编程端口，分别与图2f中ICD2编程调试接口中端子J5管脚5、4连接；主处理器CPU芯片U8的管脚28、29、30、31为主处理器CPU内置模数转换器提供电压，其中管脚29、30与+3.3V电源连接；管脚28、31与模拟电源地AGND连接；主处理器CPU芯片U8的管脚56、57为I2C总线接口，它们分别与图2j中I2C总线接口中端子J8管脚2、1连接；主处理器CPU芯片U8的管脚63与图2i中主晶振管脚3连接，用于输入时钟信号；主处理器CPU芯片U8的管脚76与图2g中的电阻R31的左端连接，给断路器发出触发信号，控制断路器通断；主处理器CPU芯片U8的管脚85与电容C12的左端连接；电容C12的右端与数字电源地GND连接。

如图2b所示，电源输入端口的作用是为整个控制电路提供不同电压的数字电源；其中端子J2的管脚1为+24V的电源输入端，端子J2的管脚3为+12V电源输入端，端子J2的管脚5为-12V电源输入端，端子J2的管脚6为+5V电源输入端，端子J2的管脚8为+3.3V电源输入端，端子J2的管脚2、4、7、9为电源地GND输入端。

如图2c所示，退耦电容电路由电容C6-C11组成，其作用是消除电路中的高频交流信号；其中电容C6-C11的上端与数字电源+3.3V连接；电容C6-C11的下端与数字电源地GND连接。

如图2d所示，复位按键电路由电阻R29、R30和按键K8组成，其作用是通过硬件短路对主处理器CPU芯片U8进行复位；电阻R29的上端与数字电源+3.3V连接；电阻R29的下端与按键K8管脚1、3和电阻R30的左端连接；电阻R30的右端与主处理器CPU芯片U8的管脚13和图2f中IDC2编程调试接口端子J5管脚1连接；按键K8管脚2、4与数字电源地GND连接。

如图2e所示，正交编码器接口的端子J4管脚1与+3.3V电源连接；正交编码器接口的端子J4管脚3与数字电源地GND连接；正交编码器接口的端子J4管脚2、4、5分别与主处理器CPU芯片U8的管脚20、21、22连接。主处理器CPU芯片U8通过正交编码器接口与正交编码器连接，用于采集风力发电机转子转速及位置反馈信息。

如图2f所示，主处理器CPU芯片U8通过ICD2编程调试接口与编程器连接；其中，ICD2编程调试接口端子J5管脚1与图2d中的电阻R30右端和主处理器CPU芯片U8的管脚13连接；ICD2编程调试接口端子J5管脚2与+3.3V电源连接；ICD2编程调试接口端子J5管脚3与数字电源地GND连接；ICD2编程调试接口端子J5管脚4、5分别与主处理器CPU芯片U8的管脚27、26连接；ICD2编程调试接口端子J5管脚6悬空。

如图2g所示，断路器控制电路由电阻R31、二极管D8、继电器K9和接口端子J6组成，作用是控制断路器的通断；电阻R31的左端与主处理器CPU芯片U8的管脚76连接；电阻R31的右端与继电器K9线圈左端和二极管D8的负极连接；二极管D8的正极与继电器K9线圈右端和数字电源地GND连接；继电器K9的常闭端、公共端和常开端分别与接口端子J6的管脚1、2、3连接。

如图2h所示，开关隔离驱动电路由光耦T1(TLP559(IGM))、电阻R40和R41组成，此电路共需7路，其作用是将开关驱动信号与IGCT驱动电路隔离；端口PWM1-7左端分别与主处理器CPU芯片U8的管脚3、4、93、94、98、99、100连接；端口PWM1-7右端与光耦T1的管脚2连接；电阻R41左端与数字电源地GND连接；电阻R41右端与光耦T1的管脚3连接；光耦T1的管脚5与数字电源地GND连接；光耦T1的管脚6与电阻R40下端和IGCT驱动电路连接；光耦T1的管脚8与+24V电源连接；电阻R40上端与+24V电源连接。

如图2i所示，主晶振电路由晶振X3组成，其作用是为主处理器CPU芯片U8提供时钟信号；晶振X3的管脚1、2与数字电源地GND连接；晶振X3的管脚3与主处理器CPU芯片U8的管脚63连接，晶振X3的管脚4与+3.3V数字电源连接。

如图2j所示，I2C总线接口电路由端子J8组成；主处理器CPU芯片U8通过该端子J8与其它芯片进行数据传输；端子J8的管脚1、2分别与主处理器CPU芯片U8的管脚57、56连接。

如图2K所示，RS232通信电路由芯片U9(MAX232)、电容C13-C17、电阻R43-R45和通讯接口端子P1组成，其作用是为主处理器CPU芯片U8提供RS232通信电路与外界芯片进行通讯；其中芯片U9的管脚1与电容C13的右端连接；芯片U9的管脚3与电容C13的左端连接；芯片U9的管脚2与电容C14的上端连接；芯片U9的管脚6与电容C16的右端连接；电容C14的下端与电容C16的左端、数字电源地GND连接；芯片U9的管脚4与电容C15的右端连接；芯片U9的管脚5与电容C15的左端连接；芯片U9的管脚7、8、13、14分别与通讯接口端子P1管脚8、7、3、2连接；芯片U9的管脚9与电阻R44的左端连接；电阻R44的右端与主处理器CPU芯片U8的管脚40连接；芯片U9的管脚10与主处理器CPU芯片U8的管脚39连接；芯片U9的管脚11与主处理器CPU芯片U8的管脚50连接；芯片U9的管脚12与电阻R43的左端连接；电阻R43的右端与主处理器CPU芯片U8的管脚49连接；芯片U9的管脚15与电容C17的下端和数字电源地GND连接；芯片U9的管脚16与电容C17的上端和数字电源+3.3V连接；电阻R45的上端与通讯接口端子P1的管脚5连接；电阻R45的下端与数字电源地GND连接；通讯接口端子P1的管脚1、4、6、9悬空。

如图3a所示，直流部分电压采样电路由端子J10、电阻R46、R34、R35、R48、R52、电容C19、C23、电压互感器T3、运放芯片(LMV324)U11和稳压管D10组成；其中端子J10管脚1与电阻R46的左端连接，端子J10管脚2悬空，端子J10管脚3与电压互感器T3管脚2连接；电阻R46右端与电压互感器T3管脚1连接，电压互感器T3管脚3与电阻R35的左端、电阻R34的上端连接，电压互感器T3管脚4与电阻R34的下端、运放芯片U11管脚2、模拟电源地AGND连接；电阻R35的右端与运放芯片U11管脚1、电阻R48的左端、电容C19的左端连接，电阻R48的右端与电阻R52的左端、电容C19的右端、运放芯片U11的管脚3连接；电阻R52的右端与稳压管D10的正极、电容C23的上端、端口AN1连接；稳压管D10的负极与+3.3V电源连接；电容C23的下端与模拟电源地AGND连接；直流部分电压采样电路，其主要作用是对直流部分的电压进行采样。

如图3b所示，直流部分电流采样电路由端子J11、电阻R36、R37、R49、R53、电容C20、C24、电流互感器CT1、运放芯片(LMV324)U12和稳压管D11组成；其中端子J11管脚1与管脚3连接用导线穿过穿心电流互感器CT1，端子J11管脚2悬空；互感器CT1管脚3与电阻R36的上端、电阻R37的左端连接，互感器CT1管脚4与电阻R36的下端、运放芯片U12的管脚2、模拟电源地AGND连接；电阻R37的右端与运放芯片U12的管脚1、电阻R49的左端、电容C20的左端连接；电容C20的右端与电阻R49的右端、电阻R53的左端、运放芯片U12的管脚3连接；电阻R53的右端与稳压管D11的正极、电容C24的上端、端口AN2连接，稳压管D11的负极与+3.3V电源连接；电容C24的下端与模拟电源地AGND连接；直流部分电流采样电路的主要作用是对直流部分的电流进行采样。

如图3c所示，交流电压采样电路由电阻R42、R32、R33、R47、R51、电容C18、C22、电压互感器T2、运放芯片(LMV324)U10和稳压管D9组成；其中外部输入的交流电压信号由电阻R42的上端和电压互感器T2管脚2输入，电阻R42下端与电压互感器T2管脚1连接；电压互感器T2管脚3与电阻R33的左端、电阻R32的上端连接，电压互感器T2管脚4与电阻R32的下端、运放芯片U10管脚2、模拟电源地AGND连接；电阻R33的右端与运放芯片U10管脚1、电阻R47的左端、电容C18的左端连接；电阻R47的右端与电阻R51的左端、电容C18的右端、运放芯片U10的管脚3连接；电阻R51的右端与稳压管D9的正极、电容C22的上端、端口AN8-13连接；稳压管D9的负极与+3.3V电源连接；电容C22的下端与模拟电源地AGND连接。交流电压采样电路的主要作用是对交流电压进行采样，此电路共需6路，分别为模拟输入端口AN8-AN13输入交流电压采样信号。

如图3d所示，交流部分电流采样电路由电阻R38、R39、R50、R54、电容C21、C25、电流互感器CT2、运放芯片(LMV324)U13和稳压管D12组成；其中电流信号通过导线穿过穿心电流互感器CT2输入；互感器CT2管脚3与电阻R38的上端和电阻R39的左端连接，互感器CT2管脚4与电阻R38的下端、运放芯片U13的管脚2和模拟电源地AGND连接；电阻R39的右端与运放芯片U13的管脚1、电阻R50的左端和电容C21的左端连接；电容C21的右端与电阻R50的右端、电阻R54的左端和运放芯片U13的管脚3连接；电阻R54的右端与稳压管D12的正极、电容C25的上端和端口AN14-19连接；稳压管D12的负极与+3.3V电源连接；电容C25的下端与模拟电源地AGND连接。交流部分电流采样电路的主要作用是对交流部分的电流进行采样，此电路共需要6路，分别为模拟输入端口AN14-AN19输入交流电流采样信号。

如图3e所示，集成门极换流晶闸管IGCT驱动电路由电源Ugk、绝缘栅型场效应管Q01-Q03、电感L01、二极管D01和电容C01组成；其中电源Ugk管脚1与绝缘栅型场效应管Q01管脚1、集成门极换流晶闸管IGCT的K极和电容C01的正极相连，电源Ugk管脚2与绝缘栅型场效应管Q02管脚3相连；绝缘栅型场效应管Q01管脚3与电感L01的左端连接，电感L01的右端与二极管D01的正极和绝缘栅型场效应管Q02管脚1相连；二极管D01的负极与绝缘栅型场效应管Q03管脚1和集成门极换流晶闸管IGCT的G极相连；绝缘栅型场效应管Q03管脚3与电容C01的负极相连。集成门极换流晶闸管IGCT驱动电路的作用是接收集成门极换流晶闸管IGCT开关控制信号，并触发集成门极换流晶闸管IGCT开通驱动电路、通态门极维持电路和关断电路，此电路共需7路。

如图4所示，液晶显示CPU及辅助设备电路由液晶显示主CPU电路(图4a)、电源输出端口(图4b)、复位按键电路(图4c)、ICD2编程器调试接口(图4d)、退耦电容电路(图4e)、实时时钟晶振电路(图4f)、CUP主晶振电路(图4g)、I2C总线接口电路(图4h)和串行FLASH存储器电路(图4i)组成。

如图4a所示，液晶显示主CPU电路由主CPU芯片U1(PIC24FJ192GA108)和电容C45组成；主CPU芯片U1的管脚5-8、10、13、23、24、27-30、33-37、42-45、50、52、56、58、68、69悬空；主CPU芯片U1的管脚12、25、32、48、71与数字电源+3.3V连接；其作用是为主CPU芯片U1供电；主CPU芯片U1的管脚11、26、31、51与数字电源地GND连接，主要作用是为主CPU芯片U1提供电源地；主CPU芯片U1的管脚1、2、3、76、77、78、79、80为并口液晶显示数据线，分别与图5g中芯片U7(SN74LVC8T245)的管脚5、4、3、10、9、8、7、6连接；主CPU芯片U1的管脚4与图5g中的芯片U7管脚2连接；主CPU芯片U1的管脚14、15、16、17、18、19、20分别与图5f中按键K7、K6、K5、K4、K3、K2、K1的上端连接；主CPU芯片U1的管脚14、15、16、17、18、19、20分别与图5c中电阻R22、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17的下端连接；主CPU芯片U1的管脚14、15、16、17、18、19、20分别与图5c中电容C80、C62、C63、C66、C67、C68、C74的上端连接；主CPU芯片U1的管脚21、22为编程接口，分别与图4dICD2编程调试接口中端子J1管脚5、4连接；主CPU芯片U1的管脚38、39、40、41为串行FLASH存储器数据传输接口，其中主CPU芯片U1的管脚38与图4i中电阻R10右端连接；主CPU芯片U1的管脚39与图4i中电阻R9右端连接；主CPU芯片U1的管脚40与图4i中电阻R8左端连接；主CPU芯片U1的管脚41与图4i中芯片U2(AT26F004)管脚1连接；主CPU芯片U1的管脚46、47为I2C总线接口，分别与图4h中端子J3管脚2、1连接；主CPU芯片U1的管脚49为主晶振时钟输出接口，它与图4g主晶振中X2管脚3连接；主CPU芯片U1的管脚53与图5b中电阻R15的右端、电阻R20的上端连接；主CPU芯片U1的管脚54、55为232通信接口，其中，主CPU芯片U1的管脚54与图5a中电阻R18的右端连接；主CPU芯片U1的管脚55与图5a中电阻R19的右端连接；主CPU芯片U1的管脚59与图4f实时时钟晶振X2的管脚2和电容C52的下端连接；主CPU芯片U1的管脚60与图4f中电阻R7的左端连接；主CPU芯片U1的管脚61、62、63、64、65输出LED指示灯控制信号，分别与图5d中芯片U5(SN74HCT244)管脚11、8、6、4、2连接；主CPU芯片U1的管脚57、66、67、72、73、74、75为液晶控制信号，分别与图5e中芯片U6(SN74HCT244)管脚6、13、8、4、2、15、17连接；主CPU芯片U1的管脚70与电容C45下端连接，电容C45的上端与数字电源地GND连接；主CPU芯片U1的管脚9与图4c中的电阻R6的右端和图4d中的端子J1管脚1连接。

如图4b所示，电源输出端口由+3.3V数字电源和数字信号地GND组成，其作用是为图4a中的主CPU芯片U1提供电源。

如图4c所示，复位按键电路由按键K10、电阻R55、R6、电容C26组成，其中按键K10管脚1与按键K10管脚3、电阻R55的下端、电阻R6的左端和电容C26的上端连接；电阻R55的上端与+3.3V数字电源连接；电阻R6的右端与图4d中的ICD2编程调试接口中端子J1管脚1、图4a中的主CPU芯片U1的管脚9连接；按键K10管脚2与管脚4、电容C26的下端和数字电源地GND连接。复位按键电路的作用是通过按键K10对图4a中的主CPU芯片U1进行复位。

如图4d所示，ICD2编程器调试接口由端子J1和电容C27组成，其中端子J1管脚1与图4c中的电阻R6的右端和主CPU芯片U1的管脚9连接；端子J1管脚2与电容C27的上端和+3.3V数字电源连接；端子J1管脚3与电容C27的下端和数字电源地GND连接；端子J1管脚4、5分别与主CPU芯片U1的管脚22、21连接；端子J1管脚6悬空。

如图4e所示，退耦电容电路由电容C46、C47、C48和C50组成，电容C46、C47、C48和C50的上端与+3.3V数字电源连接；电容C46、C47、C48和C50的下端与数字信号地GND连接；退耦电容电路的作用是滤除电路中高频交流分量。

如图4f所示，实时时钟晶振电路由晶振X1、电阻R7和电容C51、C52组成，电阻R7的左端与图4a中主CPU芯片U1的管脚60连接；晶振X1管脚2和电容C52的下端与主CPU芯片U1的管脚59连接；晶振X1管脚1与电阻R7的右端和电容C51的上端连接；晶振X1管脚3与电容C51的下端、电容C52的上端和数字电源地GND连接；实时时钟晶振电路的作用是为电路提供实时时钟。

如图4g所示，CUP主晶振电路由主晶振X2和电容C49组成，主晶振X2管脚1悬空，主晶振X2管脚2与电容C49的右端和数字电源地GND连接；主晶振X2管脚3与图4a中主CPU芯片U1的管脚49连接；主晶振X2管脚4与电容C49的左端、+3.3V数字电源和主CPU芯片U1的管脚48连接；CUP主晶振电路的作用是为主CPU芯片U1提供时钟信号。

如图4h所示，I2C总线接口电路由端子J3组成；端子J3管脚1、2分别与图4a中主CPU芯片U1的管脚47、46连接。

如图4i所示，串行FLASH存储器电路由芯片U2(AT26F004)、电阻R8、R9、R10和电容C53组成，芯片U2的管脚1与图4a中主CPU芯片U1的管脚41连接；芯片U2的管脚2与电阻R8的右端连接；电阻R8的左端与图4a中主CPU芯片U1的管脚40连接；芯片U2的管脚3与+3.3V数字电源连接；芯片U2的管脚4与数字电源地GND连接；芯片U2的管脚5与电阻R10的左端连接，电阻R10的右端与图4a中主CPU芯片U1的管脚38连接；芯片U2的管脚6与电阻R9的左端连接，电阻R9的右端与图4a中主CPU芯片U1的管脚39连接；芯片U2的管脚7与芯片U2的管脚8、电容C53的右端和+3.3V数字电源连接，电容C53的左端与数字电源地GND连接。

如图5a所示，RS232通信接口电路由芯片U3(MAX3232)、电阻R18、R19和电容C54、C56、C58、C60、C78组成，芯片U3的管脚1与电容C54的右端连接，芯片U3的管脚2与电容C56的右端连接，电容C56的左端与数字电源地GND连接；芯片U3的管脚3与电容C54的左端连接，芯片U3的管脚4与电容C58的右端连接，芯片U3的管脚5与电容C58的左端连接；芯片U3的管脚6与电容C60的右端连接，电容C60的左端与数字电源地GND连接；芯片U3的管脚7与图5b中端子J7管脚2连接；芯片U3的管脚8与图5b中端子J7管脚3连接；芯片U3的管脚9与电阻R19的左端连接，电阻R19的右端与图4a中主CPU芯片U1的管脚55连接；芯片U3的管脚10与电阻R18的左端连接，电阻R18的右端与图4a中主CPU芯片U1的管脚54连接；芯片U3的管脚11、13、15和电容C78的下端与数字电源地GND连接；芯片U3的管脚12、14悬空；芯片U3的管脚16与电容C78的上端和+3.3V数字电源连接，RS232通信接口电路的主要作用是通过该接口使图2a中主CPU芯片U8与图4a中主CPU芯片U1进行通讯。

如图5b所示，共模信号抑制电路由端子J7、磁珠M1、M6、稳压二极管D13、电解电容C69、C64、C75、电阻R21、R15、R20、发光二极管LED1、电容C81、C87和稳压芯片U4(MCP1824S)组成，端子J7管脚1与电阻R15的左端连接，端子J7管脚2与图5a中芯片U3的管脚7连接，端子J7管脚3与图5a中芯片U3的管脚8连接；端子J7管脚4、5、6、7、8与磁珠M6左端连接；端子J7管脚9、10与磁珠M1左端连接；磁珠M1的右端与稳压二极管D13负极、电解电容C69的正极、电阻R21的上端、电容C81的上端和数字电源+5V连接；磁珠M6的右端与稳压二极管D13的正极、电解电容C69的负极、发光二极管LED1的负极、电容C87的下端和数字电源地GND连接；电阻R21的下端与发光二极管LED1的正极连接；电容C81的下端与电容C87的上端和保护地PGND连接；电阻R15的右端与电阻R20的上端和图4a中主CPU芯片U1的管脚53连接；电阻R20的下端与稳压芯片U4的管脚4和数字电源地GND连接；稳压芯片U4的管脚1与电解电容C64的正极和数字电源+5V连接；稳压芯片U4的管脚2与电解电容C64、C75的负极和数字电源地GND连接；稳压芯片U4的管脚3与电解电容C75的正极和数字电源+3.3V连接；共模信号抑制电路的主要作用是保证通讯信号的稳定。

如图5c所示，按键触发电路由电阻R11-R14、R16、R17、R22和电容C62、C63、C66-C68、C74、C80组成，电阻R11、R12、R13、R14、R16、R17和R22的上端与数字电源+3.3V连接；电阻R11、R12、R13、R14、R16、R17和R22的下端分别与电容C62、C63、C66、C67、C68、C74和C80的上端、图4a中主CPU芯片U1的管脚15、16、17、18、19、20、14、连接，同时与图5f中按键K6、K5、K4、K3、K2、K1、K7的上端连接；电容C62、C63、C66、C67、C68、C74和C80的下端分别与数字电源地GND连接。

如图5d所示，LED信号驱动电路由芯片U5(SN74HCT244)、电容C93、电阻R23、R24、R25、R26、R27和发光二极管LED2、LED3、LED4、LED5、LED6组成；芯片U5的管脚1、19与电容C93的左端和数字电源地GND连接；芯片U5的管脚20与电容C93的右端和数字电源+5V连接；芯片U5的管脚2、4、6、8、11分别与图4a中主CPU芯片U1的管脚65、64、63、62、61连接；芯片U5的管脚13、15、17与数字电源地GND连接；芯片U5的管脚10与图5e中芯片U6(SN74HCT244)的管脚1、19、电容C94的左端和数字电源地GND连接；芯片U5的管脚3、5、7悬空；芯片U5的管脚9、12、14、16、18分别与电阻R27、R26、R25、R24、R23的左端连接；电阻R23、R24、R25、R26、R27的右端分别与发光二极管LED2、LED3、LED4、LED5、LED6的正极连接；发光二极管LED2、LED3、LED4、LED5、LED6的负极分别与数字电源地GND连接。LED信号驱动电路的主要作用是对从图4a中主CPU芯片U1出来的LED信号进行驱动。

如图5e所示，液晶控制信号驱动电路由芯片U6(SN74HCT244)和电容C94组成，芯片U6的管脚1、19与电容C94的左端、图5d中芯片U5的管脚10和数字电源地GND连接；芯片U6的管脚2、4、6、8、13、15、17分别与图4a中主CPU芯片U1的管脚73、72、57、67、66、74、75连接；芯片U6的管脚3与图5h中电阻R28左端连接；芯片U6的管脚5、7、12、14、16、18分别与图5h中端子J9管脚18、5、6、7、8、9连接；芯片U6的管脚10、11与数字电源地GND连接；芯片U6的管脚9悬空；芯片U6的管脚20与电容C94右端和数字电源+5V连接。液晶控制信号驱动电路的主要作用是对从图4a中主CPU芯片U1出来的液晶控制信号进行驱动。

如图5f所示，按键电路由按键K1-K7组成；按键K1-K7的上端分别与图5c中电阻R17、R16、R14、R13、R12、R11和R22的下端连接；按键K1-K7的上端同时分别与图5c中电容C74、C68、C67、C66、C63、C62和C80的上端连接；按键K1-K7的上端同时分别与图4a中主CPU芯片U1的管脚20、19、18、17、16、15、14连接；按键K1-K7的下端分别与数字电源地GND连接。

如图5g所示，液晶数据线信号驱动电路由芯片U7(SN74LVC8T254)和电容C97、C96组成；芯片U7的管脚10、9、8、7、6、5、4、3、2分别与图4a中主CPU芯片U1的管脚76、77、78、79、80、1、2、3、4连接；芯片U7的管脚11、12、13、22分别与数字电源地GND连接；芯片U7的管脚1与电容C97的左端和数字电源+3.3V连接；芯片U7的管脚23、24与电容C96的左端和数字电源+5V连接；电容C96、C97的右端与数字电源地GND连接；芯片U7的管脚14、15、16、17、18、19、20、21分别与图5h中端子J9管脚10、11、12、13、14、15、16、17连接。液晶数据线信号驱动电路主要作用是给液晶数据线信号提供驱动电流。

如图5h所示，液晶连接器电路由端子J9、电容C95、电阻R28、电位器RP1和三极管Q9组成，端子J9管脚1、2与电容C95的下端和数字电源地GND连接；端子J9管脚3与电容C95的上端和数字电源+5V连接；端子J9管脚4与电位器RP1管脚2连接；端子J9管脚5、6、7、8、9分别与图5e中芯片U6的管脚7、12、14、16、18连接；端子J9管脚10、11、12、13、14、15、16、17分别与图5g中芯片U7的管脚14、15、16、17、18、19、20、21连接；端子J9管脚18与图5e中芯片U6的管脚5连接；端子J9管脚19与电位器RP1管脚3连接；电位器RP1管脚1与数字电源地GND连接；端子J9管脚20与三极管Q9发射极连接；三极管Q9基极与电阻R28的右端连接；三极管Q9集电极与数字电源+5V连接；电阻R28左端与图5e中芯片U6的管脚3连接；端子J9管脚21与数字电源地GND连接。液晶连接器电路的主要作用是通过液晶连接器使液晶模块与电路板连接。

Claims (6)

1.一种基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，其特征是：它包括发电机侧变换器、过电压保护电路、电网侧变换器、同期并网开关、同期并网开关控制器、滤波器、电网侧变换器控制器、人机界面控制器和发电机侧变换器控制器；所述发电机侧变换器的左侧接入端通过电感L1、电感L2、电感L3和断路器DL2、断路器DL3、断路器DL4与外接接头X、Y、Z连接，外接接头X、Y、Z与风力发电机转子绕组接头U1、V1、W1连接，发电机侧变换器控制器的信号输出端与发电机侧变换器的信号输入端连接对发电机侧变换器和断路器DL1发出触发信号，发电机侧变换器控制器的信号输入端与风力发电机的定子U、V、W、转子U1、V1、W1、以及直流系统中的电容C1、电容C2和过电压保护电路连接，以接收发电机转子电压、电流反馈信息、发电机转速位置反馈信息、定子电压、电流反馈信息、直流电压、电流反馈信息和保护电流反馈信息；所述电网侧变换器的右侧输出端通过电感L1′、电感L2′、电感L3′与同期并网开关的左侧输入端连接，电网侧变换器控制器的信号输出端与电网侧变换器的信号输入端连接对电网侧变换器发出触发信号，电网侧变换器控制器的信号输入端与直流系统中的电容C1’、电容C2’和过电压保护电路连接，以接收直流电压、电流反馈信息、保护电流反馈信息、电抗器前三相电流、电压反馈信息及同期并网前三相电流、电压反馈信息；同期并网开关控制器的信号输出端与同期并网开关的控制端连接以在并网时向同期并网开关发出触发信号，同期并网开关控制器的信号输入端与同期并网开关两侧和滤波器的L4、L5、L6上端连接，以接收对同期并网前后的三相电压和电流反馈信息；所述发电机侧变换器控制器、电网侧变换器控制器、同期并网开关控制器分别与人机界面控制器连接以进行实时通讯。

2.根据权利要求1所述的基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，其特征是：所述发电机侧变换器由集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1-Q6和二极管D1-D6组成，每个二极管与相对应的集成门极换流晶闸管IGCT开关并联，以实现发电机侧的整流和逆变过程；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1的K极与电感L1的右端、二极管D1的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4的A极和二极管D4的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2的K极与电感L2的右端、二极管D2的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5的A极和二极管D5的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3的K极与电感L3的右端、二极管D3的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6的A极和二极管D6的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1的A极、二极管D1的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2的A极、二极管D2的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3的A极、二极管D3的负极与断路器DL1的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4的K极、二极管D4的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5的K极、二极管D5的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6的K极和二极管D6的正极与该控制装置中的直流回路的负极连接。

3.根据权利要求1所述的基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，其特征是：所述电网侧变换器由集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1′-Q6′和二极管D1′-D6′组成，每个二极管与相对应的集成门极换流晶闸管IGCT开关并联，以实现电网侧的整流和逆变过程；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1′的A极与断路器DL1′的右端、二极管D1′的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2′的A极、二极管D2′的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3′的A极和二极管D3′的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4′的K极、二极管D4′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5′的K极、二极管D5′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6′的K极和二极管D6′的正极与该控制装置中的直流回路的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q1′的K极、二极管D1′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4′的A极和二极管D4′的负极与电感L1′的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2′的K极、二极管D2′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5′的A极和二极管D5′的负极与电感L2′的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3′的K极、二极管D3′的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6′的A极和二极管D6′的负极与电感L3′的左端连接。

4.根据权利要求1所述的基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，其特征是：所述风力发电机为异步感应发电机、双馈线感应发电机或永磁直驱发电机中的任意一种；当风力发电机为异步感应发电机或永磁直驱发电机时，发电机定子侧接头U、V、W与外接接头X、Y、Z连接；当风力发电机为双馈线感应发电机时，发电机转子侧接头U1、V1、W1与外接接头X、Y、Z连接。

5.根据权利要求1所述的基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，其特征是：所述过电压保护电路由二极管D7、电阻R1、R2和集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7组成，二极管D7的正极、电阻R1的下端与集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7的A端相连，集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7的K端与电阻R2的上端相连，电阻R2的下端通过电容C2、C2′的负极与该控制装置中的直流回路的负极连接，二极管D7的负极和电阻R1的上端与断路器DL1的右端、电容C1、C1′的正极、断路器DL1′的左端连接；以防止电路中大电压、大电流对电路的冲击，有效的保护整个电路。

6.根据权利要求1所述的基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，其特征是：所述同期并网开关由晶闸管SCR1-SCR6组成，晶闸管SCR1的阳极和晶闸管SCR2的阴极与电感L1′的右端和滤波器电感L4的上端连接，晶闸管SCR3的阳极和晶闸管SCR4的阴极与电感L2′的右端和滤波器电感L5的上端连接，晶闸管SCR5的阳极和晶闸管SCR6的阴极与电感L3′的右端和滤波器电感L6的上端连接；晶闸管SCR1的阴极和晶闸管SCR2的阳极通过断路器DL5左端与电网A相连接，晶闸管SCR3的阴极和晶闸管SCR4的阳极通过断路器DL6左端与电网B相连接，晶闸管SCR5的阴极和晶闸管SCR6的阳极通过断路器DL7左端与电网C相连接。

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