CN202856316U - 小型风力发电机并网系统 - Google Patents

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CN202856316U CN 201220402307 CN201220402307U CN202856316U CN 202856316 U CN202856316 U CN 202856316U CN 201220402307 CN201220402307 CN 201220402307 CN 201220402307 U CN201220402307 U CN 201220402307U CN 202856316 U CN202856316 U CN 202856316U
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高巍
李波
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Abstract

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，提供了一种小型风力发电机并网系统。该小型风力发电机并网系统，包括顺序连接的风力机、不可控整流单元、Boost升压斩波单元、PWM逆变单元、变压器、连接于变压器和电网间的断路器，其特征在于:还包括DSP控制单元、用于检测主回路上的电压是否欠压或过压的电压检测单元、电流检测单元。本实用新型采用不可控整流加Boost升压斩波单元加PWM逆变单元的方案使得本实用新型控制电路简单可靠，无最大、最小速度限制，调速范围宽、发电机不承受高的压变，电磁兼容性好、对电网波动不敏感。

Description

小型风力发电机并网系统
技术领域
本实用新型涉及风力发电设备技术领域，提供了一种小型风力发电机并网系统。 
背景技术
风力发电是一种可再生的清洁能源，具有施工周期短、维护费用低、清洁无污染和不消耗任何燃料的优点。同时风力发电是一种绿色能源，对周围空气环境无污染，运行时不需要燃料燃烧，对我们这样的化石燃料极其缺乏的大国尤其有用。利用洁净的能源(可再生能源)是人类社会文明进步的表现、是科学技术的发展、是环保理念的体现，也是一个地区环保的重要指标。随着发达国家对二氧化碳减排义务的承诺，风力发电受到许多国家的重视，成为未来能源的重要来源。合理有效地利用能源对我国实现高速持续发展的目标有极其重大的意义。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种小型风力发电机并网系统。 
本实用新型为实现上述目的采用以下技术方案： 
一种小型风力发电机并网系统包括顺序连接的风力机、不可控整流单元、Boost升压斩波单元、PWM逆变单元、变压器、连接于变压器和电网间的断路器，其特征在于:还包括DSP控制单元、用于检测主回路上的电压是否欠压或过压的电压检测单元、电流检测单元。
进一步的说，所述boost升压斩波单元输出端与电压检测单元一端连接，电压监测单元另一端与DSP控制单元连接。 
进一步的说，所述变压器输出端设置有电流检测单元，所述电流检测单元与DSP控制单元连接。 
进一步的说，所述DSP控制单元为PWM逆变单元提供脉冲驱动信号。 
进一步的说，所述电流检测单元采用霍尔电流传感器LTS 6-NP。 
进一步的说，所述DSP控制单元与逆变单元间设置有IGBT控制电路。 
本实用新型具有以下有益效果： 
本实用新型采用不可控整流加Boost升压斩波单元加PWM逆变单元的方案使得本实用新型控制电路简单可靠，无最大、最小速度限制，调速范围宽、发电机不承受高的压变，电磁兼容性好、对电网波动不敏感。
附图说明
图1为本实用新型系统图。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步解释： 
一种小型风力发电机并网系统包括顺序连接的将风能转换为电能输出的风力机、对风力机输出的电能进行整流的不可控整流单元、  Boost升压斩波单元、PWM逆变单元、变压器、连接于变压器和电网间的断路器，还包括DSP控制单元、用于检测主回路上的电压是否欠压或过压的电压检测单元、电流检测单元。
所述DSP控制单元采用TMS320F2812芯片，主要对PWM逆变单元进行控制。 
所述电压检测单元采用LEM公司的电压传感器LV28-P，电压检测单元boost升压斩波单元输出端连接，主要用于检测主回路上的电压是否有欠压或过压。当系统的电压值过高或过低时，采集的信号（电压数值）通过A/D转换，输入DSP控制单元，由DSP控制单元与设定值进行比较，当高于或低于某一范围时，系统会产生中断，通过TMS320F2812芯片停止PWM的信号输出，从而保护主回路和负载。 
所述变压器输出端设置有电流检测单元，所述电流检测单元与DSP控制单元连接。 
所述DSP控制单元为PWM逆变单元提供脉冲驱动信号。 
所述电流检测单元采用霍尔电流传感器LTS 6-NP。 
所述DSP控制单元与逆变单元间设置有IGBT控制电路。 
IGBT 控制电路：IGBT的驱动多采用专用的混和集成驱动器，常用的有三菱公司的M579系列(如M57962L)和富士公司的EXB系列(如EXB840, EXB841, EXB850和EXB851)。本实用新型IGBT最高开关频率达到了50KHz，专门设计了高速型的IGBT驱动和保护电路如图2所示，该电路同时具有驱动和过流保护功能。图中IC为高速光藕， 
Figure 2012204023070100002DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE002
构成推挽电路。
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE003
为5V的稳压管；
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE004
为lOV的稳压管；
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE005
选用高压超快恢复型二极管，为驱动电路的栅极电阻，抑制驱动时的浪涌电流，同时抑制误触发。在G-E间连接10 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE007
左右的电阻
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE008
以防止在G极电路不良或G极电路完全未动作状态时，而主电路上外加电压对IGBT造成的损坏。 
 当输入脉冲驱动信号为高电平时高速光藕上管导通，B点电位为高电平，导通，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE010
截止，+24V电源经
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE011
, 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE012
, ,  C向IGBT的供电，使其GE两端电压钳位到18V，保证其快速可靠导通。、
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE015
组成的延时电路使保持截止状态，经约1.5us的信号传输时间后，虽然的端电压按充电规律上升，但由于IGBT已饱和导通，且导通压降很低，通过
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE016
的钳位作用
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE017
的端电压很低，故在正常情况下， 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE019
均为截止状态。 
当输入脉冲驱动信号为低电平时高速光藕下管导通，B点电位为低电平，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE020
截止，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE021
导通，IGBT的GE两端电压经C, 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE022
, 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE023
钳位在-5V。保证了IGBT快速可靠的关断，同时防止其由于干扰而产生的误触发。在关断期间，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE024
反相阻断，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE025
通过
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE026
放电，使A点电压更低，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE027
、 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE028
亦为截止状态。 
当发生过流时，IGBT的CE两端电压升高很大，此时反相阻断，由充电作用，A点电位开始升高，当过流现象持续发生1.5us左右时，A点电压使稳压管
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE030
导通，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE031
随之导通，使IGBT的GE两端电压钳位至lOV左右，延长了IGBT的过流时间(故障检测时间)，当A点电压在6us内又恢复到低电平状态，则判断为假过流现象，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE032
截止，电路恢复到正常工作状态。若过流现象发生6us以上，则判断为过流发生，A点电压升至击穿稳压管
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE033
，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE034
立即导通将B点电位拉为低电平，迅速关断IGBT。 

Claims (6)

1.一种小型风力发电机并网系统包括顺序连接的风力机、不可控整流单元、Boost升压斩波单元、PWM逆变单元、变压器、连接于变压器和电网间的断路器，其特征在于:还包括DSP控制单元、用于检测主回路上的电压是否欠压或过压的电压检测单元、电流检测单元。
2.根据权利要求1所述的一种小型风力发电机并网系统，其特征在于：所述boost升压斩波单元输出端与电压检测单元一端连接，电压监测单元另一端与DSP控制单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种小型风力发电机并网系统，其特征在于：所述变压器输出端设置有电流检测单元，所述电流检测单元与DSP控制单元连接。
4.根据权利要求1所述的一种小型风力发电机并网系统，其特征在于：所述DSP控制单元为PWM逆变单元提供脉冲驱动信号。
5.根据权利要求1或2所述的一种小型风力发电机并网系统，其特征在于：所述电流检测单元采用霍尔电流传感器LTS 6-NP。
6.根据权利要求1或4所述的一种小型风力发电机并网系统，其特征在于：所述DSP控制单元与逆变单元间设置有IGBT控制电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106033097A (zh) * 2015-03-20 2016-10-19 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 Igbt过流保护方法、装置和家用电器
CN108387830A (zh) * 2018-01-16 2018-08-10 中国矿业大学 一种基于有源钳位反馈型的igbt过流检测装置及方法

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