专利名称：风电变桨控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风电变桨控制系统，尤其涉及风电变桨控制系统的I/O端口 和A/D端口。
背景技术：
新能源发电行业的发展前景十分广阔，大力发展风电是我国新能源战略的重点。 风力发电发展到目前阶段，如何使其性价比形成与煤电、水电的竞争优势是风电行业追逐 的目标。在不断提高可靠性的同时，降低成本是所有风力发电设备的发展方向。变桨控制系统是风力发电系统中重要的组成部件，而电机驱动器1是变桨控制系 统的关键部件之一。为了使变桨系统在瞬间断电时可靠稳定的工作，以及在发生故障、断电 等不可预料的情况下能够紧急收桨，变桨系统都会配备后备电源5。后备电源5 —般采用蓄 电池或者超级电容的形式。在正常工作状态，后备电源5处于浮充状态，当断电的情况下， 由后备电源供电。(如附图1所示)。这种方案保证了系统有可靠的电源供应，也不可避免 的带来了后备电源的充电问题。充电器3的好坏直接决定了后备电源5是否可以正常充放 电，也就是在需要后备电源5供电时是否“有电可供”。在这种情况下，充电器3也就成为了 变桨系统中的关键部件。这种驱动器1加后备电源5再加充电器3的方案在风力发电变桨系统中被广泛采 用。应用中也出现了一些问题，主要是充电器3和驱动器1是两个不同的器件，这就增加了 机械安装和电气连接的麻烦，且两者的匹配也是问题。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种内置的后备电源充电简单、 高效的风电变桨控制系统。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的一种风电变桨控制 系统，包括，调节风电站桨叶角度的变桨电机；和所述变桨电机连接，控制变桨电机动作的 变桨驱动器，所述驱动器电连接外部电源；为变桨电机提供应急电源的后备电源，所述后备 电源电连接变桨电机；所述驱动器电连接所述后备电源，以利用外部电源为后备电源充电。优选的，所述驱动器内设有将外部电源的交流电转化为直流电的交直转换电路， 所述交直转换电路将直流电输送到驱动器的母线上。优选的，所述交直转换电路包括并联的三相整流桥和滤波电容。优选的，所述驱动器还包括微控制器，所述母线上挂有IGBT全桥电路，所述微控 制器电连接所述IGBT全桥电路。优选的，所述IGBT全桥电路连接所述变桨电机，所述微控制器向所述IGBT全桥电 路发送PWM信号以控制所述变桨电机动作。优选的，所述IGBT全桥电路连接所述后备电源，所述微控制器向所述IGBT全桥电 路发送PWM信号以通过IGBT全桥电路向所述后备电源输送直流电。[0012]优选的，所述IGBT全桥电路通过LC滤波电路连接到后备电源。优选的，所述后备电源具有信号输出端口，所述信号输出端口连接到所述微控制 器，向所述微控制器传递充电电压信号和充电电路信号。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是通过将充电器集成到驱动器中，节约 了零部件，简化了线路和器材安装布置；且驱动器充电不受变压器限制，充电高效可靠。
图1是现有技术的风电变桨控制系统模块图。图2是本实用新型的具体实施方式
的风电变桨控制系统模块图。图3是本实用新型的具体实施方式
的电路图。1、驱动器5、后备电源3、充电器
具体实施方式
下面参照附图以示例的方式对本实用新型的具体实施方式
进行说明。参照图2，具体实施方式
的风电变桨控制系统包括调节风电站桨叶角度的变桨电 机；和所述变桨电机连接，控制变桨电机动作的变桨驱动器1，所述驱动器1电连接外部电 源；为变桨电机提供应急电源的后备电源5，所述后备电源5电连接变桨电机；所述驱动器 1电连接所述后备电源5，以利用外部电源为后备电源5充电。即本实用新型提供了一种驱动器1和充电器合并的设计。原充电器3和驱动器1 分别是两个不同的器件。驱动器1完成电机的驱动，充电器3完成对后备电源5的充电。两 者合并后，将同时具备上述两种功能。下面参照图3具体介绍本实用新型的电路设置。驱动器1从外部电源三相电网取电，驱动器1内设有将外部电源的交流电转化为 直流电的交直转换电路，所述交直转换电路将直流电输送到驱动器1的母线上。该交直转 换电路包括并联的三相整流桥和滤波电容。此外，所述驱动器1还包括微控制器CPU，所述母线上挂有IGBT全桥电路，微控制 器电连接所述IGBT全桥电路。驱动器1内部是一个闭环控制。所述IGBT全桥电路连接所述变桨电机，所述微控制器向所述IGBT全桥电路发送 PWM信号以控制所述变桨电机动作。具体的，微控制器CPU检测母线电压，输出电流，输出电 压，电机转速等参数，以实现变桨电机的实时控制与保护。所述IGBT全桥电路连接所述后备电源5，所述微控制器向所述IGBT全桥电路发送 PWM信号以通过IGBT全桥电路向所述后备电源5输送直流电。本设计中对充电器功能的设计也做了改进。原充电器原理为半桥或全桥拓扑结构 的开关电源，再加检测、报警等电路实现充电器的功能。这种电路利用专门的电源控制芯片 实现电压，电流的充电控制。实际应用过程中，电压、电流的可调范围比较小。功率也受到 了高频变压器的限制。适应性比较差。本设计中利用PWM技术，从驱动器1的直流母线上直接取直流电，一方面省掉了充电器的前端整流电路，另一方面由于不再需要高频变压器，使得功率的增加不再成为问题。 由于采用了 DSP控制技术，电压，电流的设置可以通过与上位机的通讯来实现。解决了适应 性差的原因。继续参照图3，IGBT全桥电路通过LC滤波电路连接到后备电源5。后备电源5具有信号输出端口，所述信号输出端口连接到所述微控制器，向所述 微控制器传递充电电压信号和充电电路信号等，以实现限流、限压充电。尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技 术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况 下，各种改进、增加以及取代是可能的。
权利要求1.一种风电变桨控制系统，包括， 调节风电站桨叶角度的变桨电机；和所述变桨电机连接，控制变桨电机动作的变桨驱动器，所述驱动器电连接外部电源；为变桨电机提供应急电源的后备电源，所述后备电源电连接变桨电机； 其特征在于，所述驱动器电连接所述后备电源，以利用外部电源为后备电源充电。
2.根据权利要求1中所述的风电变桨控制系统，其特征在于所述驱动器内设有将外 部电源的交流电转化为直流电的交直转换电路，所述交直转换电路将直流电输送到驱动器 的母线上。
3.根据权利要求2中所述的风电变桨控制系统，其特征在于所述交直转换电路包括 并联的三相整流桥和滤波电容。
4.根据权利要求2中所述的风电变桨控制系统，其特征在于所述驱动器还包括微控 制器，所述母线上挂有IGBT全桥电路，所述微控制器电连接所述IGBT全桥电路。
5.根据权利要求4中所述的风电变桨控制系统，其特征在于所述IGBT全桥电路连接 所述变桨电机，所述微控制器向所述IGBT全桥电路发送PWM信号以控制所述变桨电机动 作。
6.根据权利要求4中所述的风电变桨控制系统，其特征在于所述IGBT全桥电路连接 所述后备电源，所述微控制器向所述IGBT全桥电路发送PWM信号以通过IGBT全桥电路向 所述后备电源输送直流电。
7.根据权利要求6中所述的风电变桨控制系统，其特征在于所述IGBT全桥电路通过 LC滤波电路连接到后备电源。
8.根据权利要求6中所述的风电变桨控制系统，其特征在于所述后备电源具有信号 输出端口，所述信号输出端口连接到所述微控制器，向所述微控制器传递充电电压信号和 充电电路信号。
专利摘要本实用新型提供一种风电变桨控制系统，包括，调节风电站桨叶角度的变桨电机；和所述变桨电机连接，控制变桨电机动作的变桨驱动器，所述驱动器电连接外部电源；为变桨电机提供应急电源的后备电源，所述后备电源电连接变桨电机；所述驱动器电连接所述后备电源，以利用外部电源为后备电源充电。本实用新型的有益效果是通过将充电器集成到驱动器中，节约了零部件，简化了线路和器材安装布置；且驱动器充电不受变压器限制，充电高效可靠。
文档编号F03D7/00GK201925089SQ20102065155
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者傅建民, 林盈杰, 王政, 邓杰 申请人:苏州能健电气有限公司