CN205754100U - 一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器 - Google Patents

Abstract

一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，包括电源模块、整流电路模块、上电缓冲电路模块、滤波电路模块、逆变电路模块、模拟检测输入输出模块、数字检测模拟输入输出模块、PID算法模块，还包括控制模块、后备电源的无缝切换电路模块、后备电源的充电电路模块、电压检测模块。本实用新型采用先进的PID算法，通过软件算法提高变桨驱动的控制精度及响应时间，满足交流变桨系统响应快、超调小、稳态精度高的要求，还集成了上电缓冲电路、增加了后备电源的无缝切入设计，在停电的情况下还可以继续使用，满足了风电变桨系统可靠性要求。

Description

一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，具体是一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器。

背景技术

随着不可再生能源在世界范围内面临枯竭的窘境，为满足工业化生产和人类生活所需，人们对太阳能、风力、水力这些可再生能源的关注和利用已日渐渐提升。其中，风力发电是一种已经发展相对成熟的新能源开发技术，有着广泛的普及和应用。风力发电是我国新能源战略的重点。变桨控制系统是风力发电机组的核心部件之一。目前，我国风力发电组的变桨系统多采用直流电机方案，其普遍存在的问题是直流电机的功率密度小、成本高、维护麻烦，换相电刷是磨损件需要定期更换等。尤其在风电行业普降成本，提高性价比的今天，其缺点更加突出。而交流电机结构简单、可靠耐用、成本低、维护方便，正好克服了直流电机的上述缺点。风电变桨系统工作环境恶劣，导致驱动器的性能不稳定，断电的情况经常发生，一般都是等到断电后后备电源才启用，或者人工检测供电电源的电压实现供电切换，一方面，人工检测不方便、可靠性低，另一方面，如果断电后电源重新接入，冲击电流较大，会对供电电源和自身电路产生的冲击，从而会引起供电电源和逆变电路产生干扰和损坏。而目前国内市场也很难找到一款风电变桨专用的可靠性高的交流驱动器。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有技术中的存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器。

技术方案：为达到上述目的，本实用新型所述的一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，包括电源模块、整流电路模块、上电缓冲电路模块、滤波电路模块、逆变电路模块、模拟检测输入输出模块、数字检测模拟输入输出模块、PID算法模块，其中电源模块的输入端与交流电网相连传输交流电压，电源模块的输出端与整流电路模块的输入端连接，整流电路模块的输出端与上电缓冲电路模块的输入端连接，上电缓冲电路模块的输出端与滤波电路模块的输入端连接传输直流电压，所述滤波电路模块的输出端分别与逆变电路模块和模拟检测输入输出模块的输入端连接，所述逆变电路的输出端与驱动电机相连传输交流电压，所述模拟检测输入输出模块的输出端与数字检测输入输出模块的输出端连接，数字检测输入输出模块的输出端与PID算法模块的输入端连接，所述PID算法模块的输出端与驱动电机连接；所述电压检测模块的输入端与整流电路模块的输出端连接。

进一步地，上述一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，还包括控制模块、后备电源的无缝切换电路模块、后备电源的充电电路模块、电压检测模块，所述电压检测模块的输入端与整流电路模块的输出端连接，所述电压检测模块的输出端与控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端与后备电源的无缝切换电路模块的输入端连接，所述后备电源的无缝切换电路模块的输出端与后备电源的电路充电模块的输入端连接，后备电源的电路充电模块的输出端与电源模块的输入端连接。当电源模块不能实现正常供电时，电压检测模块检测到信号传递给控制模块，控制模块控制后备电源充电电路模块开始工作，这种设计能够满足风电变桨运行的可靠性，即使在停电的情况下还可以继续使用。

进一步地，上述一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，所述控制模块为PLC功能模块。提高了可靠性的同时，降低了成本。

进一步地，上述一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，所述整流电路模块为三相二极管不控整流桥电路。

进一步地，上述一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，所述

逆变电路模块为三相逆变电路。

上述技术方案可以看出，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型所述的一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，不仅具备驱动器的基本功能，还集成了上电缓冲电路、增加了后备电源的无缝切入设计，在停电的情况下还可以继续使用，更加满足风电变桨系统可靠性要求。

（2）本实用新型所述的一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，采用先进的交流电机PID算法，通过软件算法提高变桨驱动的控制精度及响应时间，满足交流变桨系统响应快、超调小、稳态精度高的要求，确保风力发电设备安全地在特别恶劣的自然环境中正常应用。

(3)本实用新型所述的一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，驱动器集成了风电变桨系统的PLC功能模块，可以完成变桨轴柜内的温度控制、传感器信号读取、安全链进行操作等，还对上电缓冲电路的输出进行自动电压检测，并接收检测信号进而控制后备电源的切换，避免了人工检测的不便，在提高了可靠性的同时，降低了成本，代表了风电变桨驱动器的发展趋势。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例

如图1所示的一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，包括电源模块1、整流电路模块2、上电缓冲电路模块3、滤波电路模块4、逆变电路模块5、模拟检测输入输出模块6、数字检测模拟输入输出模块7、PID算法模块8，其中电源模块1的输入端与交流电网相连传输交流电压，电源模块1的输出端与整流电路模块2的输入端连接，整流电路模块2的输出端与上电缓冲电路模块3的输入端连接，上电缓冲电路模块3的输出端与滤波电路模块4的输入端连接传输直流电压，所述滤波电路模块4的输出端分别与逆变电路模块5和模拟检测输入输出模块6的输入端连接，所述逆变电路5的输出端与驱动电机9相连传输交流电压，所述模拟检测输入输出模块6的输出端与数字检测输入输出模块7的输出端连接，数字检测输入输出模块7的输出端与PID算法模块8的输入端连接，所述PID算法模块8的输出端与驱动电机9连接。还包括控制模块10、后备电源的无缝切换电路模块11、后备电源的充电电路模块12、电压检测模块13，所述电压检测模块13的输入端与整流电路模块2的输出端连接，所述电压检测模块13的输出端与控制模块10的输入端连接，所述控制模块10的输出端与后备电源的无缝切换电路模块11的输入端连接，所述后备电源的无缝切换电路模块11的输出端与后备电源的电路充电模块12的输入端连接，后备电源的电路充电模块12的输出端与电源模块1的输入端连接。后备电源的设计能够满足风电变桨运行的可靠性。

本实施例中，所述控制模块10为PLC功能模块。提高了可靠性的同时，降低了成本，代表了风电变桨驱动器的发展趋势。

本实施例中所述整流电路模块2为三相二极管不控整流桥电路。

本实施例中所述逆变电路模块5为三相逆变电路。

本实用新型采用先进的PID算法，通过软件算法提高变桨驱动的控制精度及响应时间，满足交流变桨系统响应快、超调小、稳态精度高的要求，速度响应<250ms，超调<4%；稳态精度：电流波动率<2%，能够确保风力发电设备安全地在特别恶劣的自然环境中正常应用。

实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，其特征在于：包括电源模块（1）、整流电路模块（2）、上电缓冲电路模块（3）、滤波电路模块（4）、逆变电路模块（5）、模拟检测输入输出模块（6）、数字检测模拟输入输出模块（7）、PID算法模块（8），其中电源模块（1）的输出端与整流电路模块（2）的输入端连接，整流电路模块（2）的输出端与上电缓冲电路模块（3）的输入端连接，上电缓冲电路模块（3）的输出端与滤波电路模块（4）的输入端连接传输直流电压，所述滤波电路模块（4）的输出端分别与逆变电路模块（5）和模拟检测输入输出模块（6）的输入端连接，所述逆变电路（5）的输出端与驱动电机（9）相连传输交流电压，所述模拟检测输入输出模块（6）的输出端与数字检测输入输出模块（7）的输出端连接，数字检测输入输出模块（2）的输出端与PID算法模块（8）的输入端连接，所述PID算法模块（8）的输出端与驱动电机（9）连接。

2.根据权利要求1所述的一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，其特征在于：还包括控制模块（10）、后备电源的无缝切换电路模块（11）、后备电源的充电电路模块（12）、电压检测模块（13），所述电压检测模块（13）的输入端与整流电路模块（2）的输出端连接，所述电压检测模块（13）的输出端与控制模块（10）的输入端连接，所述控制模块（10）的输出端与后备电源的无缝切换电路模块（11）的输入端连接，所述后备电源无缝切换电路模块（11）的输出端与后备电源的电路充电模块（12）的输入端连接，后备电源的电路充电模块（12）的输出端与电源模块（1）的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，其特征在于：所述控制模块（10）为PLC功能模块。

4.根据权利要求1所述的一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，其特征在于：所述整流电路模块（2）为三相二极管不控整流桥电路。

5.根据权利要求1所述的一种风电变桨专用的高可靠性交流驱动器，其特征在于：所述逆变电路模块（5）为三相逆变电路。