CN201599148U - 一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块，包括风力发电机、检测驱动电路、电气部件、卸荷电阻及散热装置，检测驱动电路主要由检测电路、驱动电路和微处理单元组成，电气部件主要由IGBT模块组成，风力发电机分别与检测电路和IGBT模块连接，IGBT模块与检测电路连接，检测电路通过微处理单元、驱动电路与IGBT模块连接，微处理单元根据检测电路的检测结果控制微处理单元输出的方波的占空比，再通过驱动电路放大驱动电压，驱动IGBT模块的导通与关断，通过对IGBT模块的导通与关断时间的控制，有效地实现了对电流由小到大的控制，从而达到对卸荷电阻功率大小的控制，避免了原来通过接触器导通时瞬间大电流的产生，有效保护了各元器件。

Description

一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块

技术领域

本实用新型涉及一种卸荷系统，尤其是涉及一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块。

背景技术

现有的风力发电电控系统中的风能卸荷控制模块大都直接以接触器(即继电器)等为低频率开关部件，但由于低频率开关部件的开关频率很低，因此该模块通常采用简单的电压(48V)驱动方式驱动开关部件的导通与断开，然而这样在开关部件直接导通时，很容易在导通的瞬间产生很大的电流，将直接在开关部件中产生电弧等不良现象，从而可能损坏低频率开关部件，影响整个系统的功能，甚至可能导致该系统瘫痪。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够对电流进行由小到大的控制，能够有效避免瞬间产生大电流的用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块，包括风力发电机、检测驱动电路、电气部件、卸荷电阻及用于对所述的卸荷电阻进行散热的散热装置，所述的检测驱动电路主要由检测电路、驱动电路和微处理单元组成，所述的电气部件主要由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块组成，所述的风力发电机分别与所述的检测电路和所述的IGBT模块连接，所述的IGBT模块与所述的检测电路连接，所述的检测电路分别检测所述的风力发电机发出的电能的电压值和电流值及所述的IGBT模块上的电压值和电流值，所述的检测电路通过所述的微处理单元、所述的驱动电路与所述的IGBT模块连接，所述的微处理单元根据所述的检测电路的检测结果控制所述的驱动电路驱动所述的IGBT模块导通与关断，所述的IGBT模块与所述的卸荷电阻连接。

所述的散热装置包括风扇，所述的风扇对准所述的卸荷电阻。

所述的IGBT模块的型号为BSM100GB60DLC。

所述的微处理单元为具有PWM接口的单片机。

所述的单片机的型号为89C55WD。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于微处理单元根据检测电路的检测结果控制微处理单元输出的方波的占空比，再通过驱动电路放大驱动电压，驱动IGBT模块的导通与关断，通过对IGBT模块的导通与关断时间的控制，有效地实现了对电流由小到大的控制，从而达到对卸荷电阻功率大小的控制，避免了原来通过接触器等开关部件导通时瞬间大电流的产生，有效保护了各元器件。

附图说明

图1为风力发电电控系统的组成框图；

图2为本实用新型的风能卸荷控制模块的基本框图；

图3为驱动电路及驱动电路与IGBT模块连接的电路原理图；

图4为IGBT模块的内部原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1和图2所示，风力发电电控系统包括风能充电模块和风能卸荷控制模块，风能充电模块主要由风力发电机1、检测电路2、显示板3、电气部件4及蓄电池5组成，风力发电机1分别与检测电路2和电气部件4连接，检测电路2分别与电气部件4和显示板3连接，电气部件4与蓄电池5连接，检测电路2检测风力发电机1发出的电能的电压值和电流值，同时检测电气部件4上的电压值和电流值，并通过显示板3显示风力发电机1发出的电能的电压值和电流值及电气部件4上的电压值和电流值，如果风力发电机1发出的电能的电压值过高，则风能卸荷控制模块进行卸荷，否则风力发电机1发出电能通过电气部件4后到达蓄电池5给蓄电池5充电；风能卸荷控制模块主要由风力发电机1、检测电路2、驱动电路6、微处理单元7、电气部件4、卸荷电阻8及用于对卸荷电阻8进行散热的散热装置9组成，检测电路2、驱动电路6及微处理单元7构成风能卸荷控制模块的检测驱动电路26，检测电路2通过微处理单元7、驱动电路6与电气部件4连接，电气部件4与卸荷电阻8连接，微处理单元7根据检测电路2的检测结果控制驱动电路6驱动电气部件4动作(即导通与关断)。在此，卸荷电阻8的功率主要根据需要卸荷的功率决定，卸荷电阻8的阻值大小则根据其电压和功率决定。

在此具体实施例中，检测电路2采用现有的任意成熟的用于检测电压和电流值的检测电路；驱动电路6的电路原理图如图3所示，驱动电路6主要由16个接口J1～J16、4个耦合器件U1～U4、4个电容C1～C4、限流电阻R1、R3、R5、R7及稳压二极管D1～D4组成，耦合器件U1～U4均采用东芝型号为TIP250的耦合器件，其中，接口J1、J3、J4、J5、J6、J8、J9、J11、J12、J14用于后期扩展，4个电容C1～C4用于分别稳定耦合器件U1～U4的电源；微处理单元7可采用具有PWM(Pulse Width Modulation，脉宽宽度调制)接口的单片机，如型号为89C55WD的单片机；电气部件4主要由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块41组成，在此可采用东芝型号为BSM100GB60DLC的IGBT模块41，其内部原理图如图4所示，IGBT模块41为一个高频开关元件。检测电路2检测到风力发电机1发出的电能过盛的情况下，微处理单元7根据检测电路2的检测结果对驱动电路6实施控制，通过驱动电路6的接口J2的第2～5位计算固定脉宽方波，经限流电阻R1、R3、R5、R7限流后驱动各耦合器件U1～U4放大驱动电压，再经稳压二极管D1～D4稳压后通过连接导线连接到IGBT模块41的焊接板上的J1接口上，通过IGBT模块41的驱动脚E1、E2驱动IGBT模块41的导通与关断，通过调节微处理单元7给出的固定脉宽方法的占空比控制IGBT模块41的开关占空比，通过对IGBT模块41的开关占空比的控制，控制卸荷电阻8的功率的大小，从而使功率逐级增加。

在此具体实施例中，由于风力发电机1发出的电能经过IGBT模块41后通过卸荷电阻8以热量的形式存在，这样必须采取强冷风将热量散掉，因此本实用新型中采用散热装置9进行散热，在此散热装置9主要包括风扇，工作时需将风扇对准卸荷电阻8，以达到较好地散热性能。

Claims (5)

1.一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块，其特征在于包括风力发电机、检测驱动电路、电气部件、卸荷电阻及用于对所述的卸荷电阻进行散热的散热装置，所述的检测驱动电路主要由检测电路、驱动电路和微处理单元组成，所述的电气部件主要由IGBT模块组成，所述的风力发电机分别与所述的检测电路和所述的IGBT模块连接，所述的IGBT模块与所述的检测电路连接，所述的检测电路分别检测所述的风力发电机发出的电能的电压值和电流值及所述的IGBT模块上的电压值和电流值，所述的检测电路通过所述的微处理单元、所述的驱动电路与所述的IGBT模块连接，所述的微处理单元根据所述的检测电路的检测结果控制所述的驱动电路驱动所述的IGBT模块导通与关断，所述的IGBT模块与所述的卸荷电阻连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块，其特征在于所述的散热装置包括风扇，所述的风扇对准所述的卸荷电阻。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块，其特征在于所述的IGBT模块的型号为BSM100GB60DLC。

4.根据权利要求3所述的一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块，其特征在于所述的微处理单元为具有PWM接口的单片机。

5.根据权利要求4所述的一种用于风力发电电控系统的风能卸荷控制模块，其特征在于所述的单片机的型号为89C55WD。

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