兆瓦级多功能风力发电机节能控制装置的制作方法

专利名称：兆瓦级多功能风力发电机节能控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种兆瓦级多功能风力发电机节能控制装置，它属于一种适 用于国内外常用的三种风力发电机直驱永磁发电机、双馈发电机和异步感 应发电机的、能降低发电成本的节能控制装置。
背景技术：
目前，全球面临资源、环境和节能减排的巨大挑战。国内外专家估计未 来五十年，谁掌握了低碳技术、可再生能源技术，谁就掌握了世界。风力发 电无疑是再生能源技术的重要部分。在风力发电的控制技术中，变浆机械控 制技术及电机转速控制技术又为关键技术中的核心。通过变浆机械控制技术 能更好的输出功率品质，而通过发电机转速的控制则能够使风力发电机的叶 尖速比接近最佳值，提高风力发电的运行效率。由于目前国内外常用三种兆 瓦级风力发电机直驱永磁风力发电机、双馈风力发电机和异步感应风力发 电机，这三种风力发电机的变浆机械控制技术几乎相同，但电机的转速控制 技术却根据发电机的类型而各不相同。我国对MW级风力发电机的控制技术研 究尚处于起步阶段，大部分采用或引进改造国外技术，远未达到独立自主的 产业化生产。即使是发达国家也未见有人提出用一种风力发电机控制装置控 制所有类型的风力发电机，而是用不同的控制装置控制不同类型的发电机。 即单一的控制方式，这种单一控制方式在电机或装置出现故障时，不易提供 充足的配件，或造成大量备用装置配件的浪费，不易降低发电成本。国内外 专家指出，过去的风电成本下降主要的是依据技术进步，以后风电成本进一 步下降则更多的是依赖于规模化、系列化和标准化。进而达到可再生能源开 发利用的技术进步，降低可再生能源产品的生产成本，提高产品质量的目的。 综上所述，我国风力发电研究的形势对从事风力发电的科研人员既提出了严 峻的挑战又提供了巨大的机遇。

发明内容
本发明的目的是为解决上述技术难点并提供一种能对直驱永磁发电机、 双馈发电机和异步感应发电机三种风力发电机通用的且能降低发电成本的兆 瓦级多功能风力发电机节能控制装置。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是兆瓦级多功能风力发
电机节能控制装置，它由控制器、测速器、绝缘栅型双极三极管IGBT开关触 发电路、可控硅整流器SCR触发电路、直流过电压保护器和两个变换器组成， 测速器、绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路、可控硅整流器SCR触发电 路、直流过电压保护器和两个变换器分别与控制器连接，测速器的转速检测 端与被控制风力发电机的转子连接。
本发明所述两个变换器由12组绝缘栅型双极三极管IGBT开关Q,-Q12、稳 流电感L,、 L2、直流保护用继电器的常闭触点RELAY1、 RELAY2、电容C1、 C2、 二极管D15、 D16、电阻R78、 R2、 R3和R79、直流电压隔离传感器DCPT1、 DCPT2、直流电流隔离传感器DCCT1、 DCCT2、可控硅整流器SCR1、 SCR2、电 流互感器CT1、 CT2和电压互感器PT1、 PT2组成；其中IGBT开关Q,-Qe、稳 流电感L、直流保护用继电器的常闭触点RELAY1、电容C1、 二极管D15、电 阻R78、 R2、直流电压隔离传感器DCPT1、直流电流隔离传感器DCCT1、可控 硅整流器SCR1、电流互感器CT1和电压互感器PT1构成左侧变换器，IGBT开 关Qt、 Q2、 Q3的集电极相连后与稳流电感Li的一端连接，IGBT开关Qh Q2、 Q3的发射极分别与IGBT开关Q4、 Q5、 Qe的集电极相连并与风力发电机A相、B 相、C相连接，IGBT开关Ch、 Q2、 Q3的门极连接相应的触发电路，IGBT开关 Q4、 Q5、 Q6的发射极相连后与电阻R2的下端连接，IGBT开关Q4、 Q5、 Qe的门 极连接相应的触发电路，稳流电感L的另一端与继电器的常闭触点RELAY1 的一侧连接，二极管D15正极与电阻R78的一端连接后与继电器的常闭触点 RELAY1的另一侧连接，二极管D15负极与电阻R78的另一端连接后与电容Cl 和直流电压隔离传感器DCPT1的正极相连，电容Cl和直流电压隔离传感器 DCPT1的负极相连后与控制器连接，电容Cl和直流电压隔离传感器DCPT1的 正极也与控制器连接，可控硅整流器SCR1的正极与二极管D15正极和电阻
R78的一端连接，可控硅整流器SCR1的负极与电阻R2的上端连接，直流电 流隔离传感器DCCT1套装在常闭触点RELAY1的左侧和可控硅整流器SCR1的 正极之间并与控制器连接，电流互感器CT1审接在电压互感器PT1的右侧和 IGBT开关Q2发射极之间并与控制器连接，电压互感器PT1并接在A、 B两相 之间并与控制器连接；IGBT开关Q7-Q12、稳流电感L2、直流保护用继电器的 常闭触点RELAY2、电容C2、 二极管D16、电阻R3、 R79、直流电压隔离传感 器DCPT2、直流电流隔离传感器DCCT2、可控硅整流器SCR2、电流互感器CT2 和电压互感器PT2构成右侧变换器，所述左右两侧的变换器完全对称，故右 侧变换器的所有器件的连接方式与左侧完全相同。
由于本发明采用了上述技术方案，采用同一种控制装置对三种不同的丽 级风力发电机直驱永磁发电机、双馈发电机和异步感应发电机分别加以电 气转速控制，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，本发明具有对三种风力发电机通用性好和能 降低发电成本等优点。


图l是本发明的原理图2是本发明装置中控制器的电路图3是本发明装置中液晶显示电路图4是本发明装置中绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路图； 图5是本发明装置中直流电压缓冲器电路原理图； 图6是本发明装置中可控硅整流器SCR触发电路图； 图7是本发明装置中直流过电压保护器电路图8是本发明装置中交流电流互感器与交流电压互感器电路原理图9是本发明装置中直流隔离电流传感器与直流隔离电压传感器电路原理图。
具体实施例方式
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，本实施例中的兆瓦级多功能风力发电机节能控制装置，它
由控制器1、测速器2、绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路4、可控硅 整流器SCR触发电路3、直流过电压保护器5和两个变换器6、 7组成，测速 器2、绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路4、可控硅整流器SCR触发电 路3、直流过电压保护器5和两个变换器6、 7分别与控制器1连接，测速器 2的转速检测端与被控制风力发电机的转子连接。
上述两个变换器6、 7由12组绝缘栅型双极三极管IGBT开关QrQ^稳 流电感L、 L2、直流保护用继电器的常闭触点RELAY1、 RELAY2、电容C1、 C2、 二极管D15、 D16、电阻R78、 R2、 R3和R79、直流电压隔离传感器DCPT1、 DCPT2、直流电流隔离传感器DCCT1、 DCCT2、可控硅整流器SCR1、 SCR2、电 流互感器CT1、 CT2和电压互感器PT1、 PT2组成；其中IGBT开关Ch-Qe、稳 流电感L、直流保护用继电器的常闭触点RELAY1、电容C1、 二极管D15、电 阻R78、 R2、直流电压隔离传感器DCPT1、直流电流隔离传感器DCCT1、可控 硅整流器SCR1、电流互感器CT1和电压互感器PT1构成左侧变换器6， IGBT 开关Qi、 Q2、 Q3的集电极相连后与稳流电感"的一端连接，IGBT开关Qi、 Q2、 Q3的发射极分别与IGBT开关Q4、 Q5、 Q6的集电极相连并与风力发电机A相、B 相、C相连接，IGBT开关Qh Q2、 Q3的门极连接相应的触发电路，IGBT开关 Q4、 Q5、 Qe的发射极相连后与电阻R2的下端连接，IGBT开关Q4、 Q5、 Qs的门 极连接相应的触发电路，稳流电感L的另一端与继电器的常闭触点RELAY1 的一侧连接，二极管D15正极与电阻R78的一端连接后与继电器的常闭触点 RELAY1的另一侧连接，二极管D15负极与电阻R78的另一端连接后与电容Cl 和直流电压隔离传感器DCPT1的正极相连，电容Cl和直流电压隔离传感器 DCPT1的负极相连后与控制器1连接，电容Cl和直流电压隔离传感器DCPT1 的正极也与控制器1连接，可控硅整流器SCR1的正极与二极管D15正极和电 阻R78的一端连接，可控硅整流器SCR1的负极与电阻R2的上端连接，直流 电流隔离传感器DCCT1套装在常闭触点RELAY1的左侧和可控硅整流器SCR1 的正极之间并与控制器1连接，电流互感器CT1串接在电压互感器PT1的右侧和IGBT开关Q2发射极之间并与控制器1连接，电压互感器PT1并接在A、 B两相之间并与控制器1连接；IGBT开关Q7-Q12、稳流电感L2、直流保护用继 电器的常闭触点RELAY2、电容C2、 二极管D16、电阻R3、 R79、直流电压隔 离传感器DCPT2、直流电流隔离传感器DCCT2、可控硅整流器SCR2、电流互 感器CT2和电压互感器PT2构成右侧变换器7，所述左右两侧的变换器6、 7 完全对称，故右侧变换器7的所有器件的连接方式与左侧变换器6完全相同。
如图1所示，变换器左右两侧分别引出接线端&、 B,、 d、 A2、 B2、 C2, 接线端与风力发电机的连接取决于所控制风力发电机的类型。若风力发电机 是异步感应风力发电机或直驱永磁风力发电机，本发明装置出线的一侧与风 力发电机的定子相连，另一侧与系统S相连。如所控制的风力发电机是转子 绕组式的双馈线风力发电机，则装置的一端与发电机转子相连，而另一端与 定子相连，此端并同时与系统连接。 一旦定子和转子的接线确定，则将测速 器的端子与发电机转子连接。电压互感器PL可与任意两相电压并联连接并将 信号送到控制器。三个电流互感器CTM，CTBbCT"此处只画一相)与相应相串 联并将其信号接至控制器。
图1中的风力发电机G是由变频驱动器(VFD)为原动机控制的异步感应 发电机、双馈线感应发电机或永磁直驱发电机。图中用VFD去模拟风力发电 机的轮浆或叶片即原动机。因为本装置是用一套系统控制三种不同的风力发 电机，故风力原动机部分是相同的，只是风力发电机G部分可以替换为以上 所述的三种风力发电机中其中任何一种。本装置有七个连线接头，其中At、 Bi、 d为一组接头，A2、 B2、 C2为另一组接头，这两组接头可分别连接在发电 机G侧或系统S侦lj，另有一转速测速接头。由于本控制装置由两套变换器(或 称作测量及控制系统)组成，且这两套变换器所有的原件组成是完全一致的， 即两套变换器对发电机和系统来说是对称的，故At、 d或A2、 B2、 C2两组 接头可连接到发电机或系统的任一端，这样可给本装置的测试及使用带来极 大的灵活性。但转速测速接头一定连接在电机侧。如图中左侧变换器所示， 由于转速接头连接在电机侧，故左侧变换器的部分一定是风力发电机侧的变 换器。
对于兆瓦级鼠笼式感应风力发电机，因发电机需要无功功率提供励磁，
故风力发电机侧变换器采用PM技术根据不断变化的风速及有功功率而向风 力发电机提供最优的无功功率。需指出的是，无论是风力发电机G侧或系统 S侧的变换器在这种情况下承受或传递由异步感应发电机向系统发出的全部 功率。而IGBT开关的组合承受2-5兆瓦的功率是完全可行的。
对于兆瓦级永磁直驱风力发电机而言，由于发电机做功的风速一般在 30m/s以下，故若使转子控制在此转速下必须使永磁发电机的级数大大增加， 从而导致永磁发电机的外形尺寸很大。尽管如此，由于此种发电机无转子损 耗及无变速箱结构，故很适用于2-5兆瓦的大型发电机的产品化。本发明装 置采用的两变换器对永磁风力发电机完全可以采用与异步感应发电机相同的 型号，即无论是风力发电机G侧或系统S侧的变换器在这种情况下都可承受 或传递由永磁直驱风力发电机向系统发出的全部功率。
对于丽级双馈线风力发电机，本装置A^ Bi、 d或A2、 B2、 C2两组接头 中的任意一组需连接到双馈风力发电机转子绕组的相应接头上，而发电机的 定子绕组则需直接连接到系统S侧的相应相接头上，再与系统S侧变换器的 另一组接头连接。双馈风力发电机发出的功率可通过两路送入系统， 一路经 过定子直接送入系统，另一路则经转子绕组滑环再经两个变换器交流-直流， 直流-交流变换后送入系统。经过转子绕组传送的有功功率可通过PWM技术控 制其流动方向，功率的传送方向取决于发电机运行在超同步或亚同步状态。 发电机侧的变换器可将直流电压逆变为发电机的转子侧的交流电压或将转子 侧的交流电压整流为直流电压。转子电压的幅值，频率，相位，相序进而对 合成旋转磁场都可以用PWM技术加以任意控制，同理，这一技术适用于对功 率的控制。
由电机学可知对于双馈风力发电机
发电机的超同步速度<formula>complex formula see original document page 9</formula>
发电机的亚同步速度 =^(/-/2)
n-发电机转子的速度，(转速/分钟) 120二常数
户二N、 S极数 -f二定子电压或电流的频率(HZ) ff转子电压或电流的频率(HZ) f2= sf (s为转差率)
由于定子的频率f是固定的，故转子的频率f2完全由转差率s控制。
当双馈风力发电机运行在亚同步运行状态时，发电机侧变换器会产生一 个与定子旋转磁场相同方向的磁场帮助转子追上并略超过同步速而发电。当 风力发电机运行在超同步运行状态时，发电机侧变换器会产生一个与定子旋 转磁场相反方向的磁场将其超前部分抵消并仍使转子超过同步速而发电。
总之，对于双馈线感应风力发电机，根据风速的不断变化，两变换器中 流过的功率可完全被PWM技术控制在四象限运行。
本控制装置中的两变换器在双馈线风力发电机中只控制风力发电机的一 部分功率，故两变换器控制的功率容量相对感应风力发电机和永磁直驱风力 发电机而言较小，减轻了本装置中两变换器的负担，相对便于控制并延长其 寿命。
如图2所示，所述控制器由主处理器CPU芯片U2 (dsPIC30F6010A)、晶 体振荡电路、正交编码器接口、模拟量信号偏置电路、噪声电容滤波器、编 程口电路、模拟电源连接器、抗干扰滤波器、瞬变电压稳压器、模拟电源保 护电路、DC/DC隔离电路、RS485并行通讯接口电路、三个光耦隔离电路、直 流信号电流采集电路、直流信号电压采集电路、液晶显示电路、指示灯电路、 键盘触板电路和信号锁存电路组成。所述主处理器CPU芯片U2 (dsPIC30F6010A)输出相应指令给绝缘栅双极三极管(IGBT)的门极，可实 现永磁体风力发电机、异步感应风力发电机的电机调速的控制功能，以及转
子绕组式双馈电风力发电机的超同步及亚同步运行的有功功率及无功功率的
方向调节，并使该电机调速控制装置实现功率的四象限运行；同时主处理器 CPU芯片U2(dsPIC30F6010A)接受由电压互感器(PT)、电流互感器(CT)转
化后的信号进行检测，判断装置是否过压、过流，实现使用一套电机调速控 制装置对三种不同兆瓦级风力发电机的控制。
由图2a可知，该主处理器CPU芯片U2(dsPIC30F6010A)的管脚49连接 图2b中晶体振荡器Ul的管脚3，主处理器CPU芯片U2的管脚12、 32、 48、 71连接数字电源+5V，电源为主处理器CPU芯片U2供电，主处理器CPU芯片 U2的管脚11、 31、 51、 70连接数字电源接地点GND，主处理器CPU芯片U2 的管脚25与模拟信号电源AVDD连接，主处理器CPU芯片U2的管脚26与模 拟信号电源接地点AGND连接，主处理器CPU芯片U2的管脚19、 20即PGC、 PGD为编程端口与图2f编程口电路JP1管脚2、 3连接，主处理器CPU芯片 U2管脚15、 16分别与图2c中正交编码测速器U3 (QE_C0N)的管脚4、 2连 接，主处理器CPU芯片U2的管脚58、 61、 62、 63、 66、 67、 68、 69为数据 线，这些数据线与图3a中液晶显示电路芯片U8的相应数据线连接，接收从 主处理器CPU芯片U2发送来的数据进行显示，主处理器CPU芯片U2的管脚 1、 76、 77、 78、 79、 80为P丽操作控制端，用来发送触发信号去控制IGBT 开关触发电路，以及IGBT开关Q1 (IGBT-G80N60)的通断操作(相同电路共 有6路，此处只表述一路)；主处理器CPU芯片U2的管脚72、 73分别是图1 中可控硅整流器SCR1、 SCR2的导通控制端，用来发送可控硅整流器门极触发 信号，控制图6al、图6bl、图6a2、图6b2中可控硅整流器SCR触发电路， 以及图6cl、图6c2中可控硅整流器SCR1(KK3000-76K717)和可控硅整流器 SCR2(KK3000-76K717)的导通；主处理器CPU芯片U2的管脚74、 75分别是直 流保护用继电器的常闭触点RELAY1、 RELAY2输出端，分别与图7al中光耦芯 片T6管脚2和图7a2中光耦芯片T7管脚2连接，用来当装置失电或装置退 出运行时，将图1中的两个变换器隔离；主处理器CPU芯片U2的管脚17、 18、 21、 22、 27、 28、 29、 30为模拟信号偏置电路的采集端，主处理器CPU芯片U2的管脚17、 18、 21检测发电机侧三相电流，主处理器CPU芯片U2的 管脚22检测发电机侧单相电压，主处理器CPU芯片U2的管脚27、 28、 29检 测系统侧三相电流，主处理器CPU芯片U2的管脚30检测系统侧单相电压； 通过这些端口主处理器CPU芯片U2对图8a、图8b中电机侧和系统侧的交流 电流互感器CT，交流电压互感器PT采集信号并偏置成正值进行分析控制； 主处理器CPU芯片U2的管脚33、 34、 35、 36为直流信号采集电路的信号采 集端，通过图2p、图2q及图9a、 9b、 9c、 9d中的直流隔离电流互感器U16、 U17，直流电压隔离互感器U18、 U19采集直流侧的有关信号，并进行分析控 制；主处理器CPU芯片U2的管脚41、 42、 43为通讯端，该通讯端与其它装 置进行通讯联络，主处理器CPU芯片U2的管脚2、 3、 4、 5、 6、 7、 8分别与 图3c中相应的发光二极管LED—1- LED—7正极相连，其作用是显示装置的运 行状态；主处理器CPU芯片U2的管脚54、 55、 56、 57、 64、 65连接控制母 线，主要作用是完成片选及读写的功能，并与图3a中液晶显示电路芯片U8 的相应管脚连接；主处理器CPU芯片U2的管脚64为图3a中芯片U8管脚8 的选通信号；主处理器CPU芯片U2管脚59通过图3e芯片U9管脚1给图3d 中8个按键提供选通信号，有效的防止按键误动；主处理器CPU芯片U2的管 脚9是复位管脚；主处理器CPU芯片U2的管脚10、 23、 24、 37、 38、 39、 40、 44、 45、 46、 47、 50、 52、 53、 60分别与并联上拉电阻Rl、 R4—R17的 一端相连，并联电阻的另一端连接数字电源+ 5V，作用是向数据线提供可靠 电位，主处理器CPU芯片U2的管脚13、 14悬空。电容C31串接在主处理器 CPU芯片U2的管脚25和26之间，磁珠Ml串接在主处理器CPU芯片U2的管 脚26和11之间。
图2b是晶体振荡电路，作用是为主处理器CPU芯片U2输入时钟脉冲； 晶体振荡电路由晶体振荡芯片Ul(XTAU组成；芯片Ul的管脚1悬空，芯片 Ul的管脚2与数字电源接地点GND连接，芯片Ul的管脚3与主处理器CPU 芯片U2的管脚49连接，芯片U1的管脚4与数字电源+ 5V连接。
图2c为正交编码器接口，其作用是与外部正交编码器连接，用于检测电
机转速；正交编码器接口由正交编码信号输入接口芯片U3 (QE一CON)组成； 芯片U3的管脚1与数字电源接地点GND连接，芯片U3的管脚2、 4与主处理 器CPU芯片的管脚16、 15连接，将正交编码器信号发送给主处理器CPU芯 片U2，芯片U3的管脚3与数字电源+5V连接。
图2d为模拟量信号偏置电路，其作用是将采集的模拟量偏置为正信号， 通过交流电流互感器CT、交流电压互感器PT采集图1中的两变换器交流侧 的电流、电压进行分析控制；模拟量信号偏置电路由八路相同的电路构成， 每路都由运算放大器U4(LM1558)、电阻R18、 R19、 R20、电容C32、 C3、 C4、 稳压管VI和瞬态电压抑制二极管TVS1组成；其中运算放大器U4的管脚1、 3相连后并与电阻R20的一端相连接，电阻R20的另一端与主处理器CPU芯 片U2的管脚17连接，运算放大器U4的管脚2与电阻R18和R19的一端连接， 电阻R18的另一端与主处理器CPU芯片U2的管脚25连接，电阻R19的另一 端与图8a中交流电流互感器CT1的管脚1 (ACCTA1)连接，运算放大器U4 的管脚4与模拟电源+12V及电容C3的一端连接，电容C3的另一端与模拟电 源接地点AGND连接，运算放大器U4的管脚8与模拟电源一12V及电容C32 的一端连接，电容C32的另一端与模拟电源接地点AGND连接，稳压管VI的 负极、电容C4的一端和瞬态电压抑制二极管TVS1的负极与电阻R20的另一 端连接后并与主处理器CPU芯片U2的管脚17连接，稳压管VI的正极、电容 C4的另一端和瞬态电压抑制二极管TVS1的正极与模拟电源接地点AGND连接；
组成此模拟信号偏置电路共有八路(此处只画出一路)，其余七路分别与主处 理器CPU芯片U2的管脚18、 21、 22、 27、 28、 29、 30连接。
图2e为噪声电容滤波器，作用是避免主处理器CPU芯片U2受到交流信 号的干扰；噪声电容滤波器由电容C5、 C6、 C7、 C8组成；四个并联电容C5、 C6、 C7、 C8的一端与数字电源+5V连接，四个并联电容C5、 C6、 C7、 C8的 另一端与数字电源接地点GND连接。
图2f为主处理器CPU芯片U2(dsPIC30F6010A)的编程口电路，作用是通 过该编程电路把程序写到主处理器CPU芯片U2中；该编程口电路由编程信号放大芯片JP1和电阻R21组成，芯片JP1的管脚1悬空，芯片JP1的管脚2、 3为编程端口，分别与主处理器CPU芯片U2的管脚19、 20连接，芯片JP1 的管脚4与数字电源接地点GND连接，芯片JP1的管脚5与数字电源+5V连 接，芯片JP1的管脚6与主处理器CPU芯片U2的管脚9连接，芯片JP1的管 脚6同时与电阻R21的一端连接，电阻R21.的另一端与数字电源+5V连接。
图2g为模拟电源连接器，其作用是向主处理器CPU芯片U2和偏置电路 提供可靠电源；模拟电源连接器由稳压管L11(78M05)、电容C9、 CIO、 二极 管D1、 D2组成；稳压管L11(78M05)的管脚1与电容CIO的一端连接，同时 与模拟电源+12V连接，稳压管Lll的管脚2输出模拟信号电源接地点AGND， 并与主处理器CPU芯片U2的管脚26连接，稳压管Lll的管脚3输出模拟信 号电源AVDD，并与主处理器CPU芯片U2的管脚25连接，稳压管L11的管脚 3同时与二极管Dl的正极、二极管D2的负极和电容C9的一端连接，二极管 Dl的负极与模拟电源+12V连接，二极管D2的正极和电容C9、 C10的另一端 与模拟电源接地点AGND连接。
图2h为抗干扰滤波器，其作用是为主处理器CPU芯片U2、运算放大器 U4和图2k中DC/DC隔离模块DC1 (DC-5V)提供可靠模拟电源；抗干扰滤波 器由8个磁珠M2-M9组成；其中磁珠M2的一端与数字电源V+24连接，另一 端为输出滤波后数字电源+ 24V;磁珠M3的一端与数字电源G24连接，另一 端为输出滤波后数字电源地24GND;磁珠M4的一端与模拟电源V+15连接， 另一端为输出滤波后模拟电源+15V;磁珠M5的一端与数字电源V+5连接， 另一端为输出滤波后数字电源+ 5V;磁珠M6的一端与数字电源G5连接，另 一端为输出滤波后数字电源接地点GND;磁珠M7的一端与模拟电源V+12连 接，另一端为输出滤波后模拟电源+12V;磁珠M8的一端与模拟电源G12连 接，另一端为输出滤波后模拟电源接地点AGND;磁珠M9的一端与模拟电源 V-12连接，另一端为输出滤波后模拟电源-12V;
图2i为瞬变电压稳压器，作用是在外部电压出现冲击时，为主处理器 CPU芯片U2提供稳定的+5V电压；瞬变电压稳压器由电容El和瞬态电压抑制
二极管TVS2组成；其中电容El的正极和瞬态电压抑制二极管TVS2的负极与 数字电源+5V连接，电容El的负极和瞬态电压抑制二极管TVS2的正极与数 字电源接地点GND连接。
图2j为模拟电源保护电路，其作用是滤除交流分量，使模拟电源信号更 加稳定；模拟电源保护电路由电容E2和电容E3组成，其中电容E2的负极与 模拟电源+12V连接，电容E2的正极与模拟信号电源接地点AGND连接，电容 E3的正极与模拟电源-12V连接，电容E3的负极与模拟信号电源接地点AGND 连接。
图2k为DC/DC隔离电路，其作用是为图21芯片U5 (MAX485)、图2m光 耦隔离芯片Tl (TLP113)、图2n光耦隔离芯片T2(TLP113)和图2o光耦隔离芯 片T3(TLP113)提供隔离后的电源SV5和隔离后的电源地SG5; DC/DC隔离电 路由DC/DC隔离模块DC1 (DC-5V)和电容Cll组成，DC/DC隔离模块DC1的 管脚14和管脚1分别连接数字电源+5V和数字电源接地点GND， DC/DC隔离 模块DC1的管脚9和管脚8分别连接输出后的隔离正电源SV5和隔离后的地 SG5， DC/DC隔离模块DC1的管脚9和管脚8分别与电容Cll的两端相连接。
图21为RS485并行通讯接口电路，其作用是完成主处理器CPU芯片U2 与其它装置的通讯；RS485并行通讯接口电路由芯片U5 (MAX485)、瞬态电压 抑制二极管TVS3、 TVS4、 TVS5、电阻R22、 R23和磁珠M10、 Mil组成;芯片 U5的管脚4与图2m光耦隔离芯片Tl (TLP113)的管脚4连接，芯片U5的管脚 2、 3与图2o光耦隔离芯片T3(TLP113)的管脚4连接，芯片U5的管脚1与图 2n光耦隔离芯片T2(TLP113)的管脚1连接，芯片U5的管脚5与电阻R22的 一端连接，并且与DC/DC隔离模块DC1的管脚8连接，芯片U5的管脚8与电 阻R23的一端连接，并且与DC/DC隔离模块DC1的管脚9连接，芯片U5的管 脚6与电阻R23的另一端、瞬态电压抑制二极管TVS5正极和磁珠Mil的一端 连接，芯片U5的管脚7与电阻R22的另一端、瞬态电压抑制二极管TVS3正 极和磁珠M10的一端连接，瞬态电压抑制二极管TVS3、 TVS4、 TVS5的负极相 连接在一起，磁珠M10和磁珠M11的另一端分别输出通讯信号485B、 485A，瞬态电压抑制二极管TVS4的负极与DC/DC隔离模块DC1的管脚8连接。
图2m为光耦隔离电路，其作用是传送远程信号或和其它设备进行通讯联 络；光耦隔离电路由光耦隔离芯片T1(TLP113)、电阻R24、 R25和电容C12 组成；光耦隔离芯片T1的管脚1与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端 与数字电源+5V连接，芯片Tl的管脚2与主处理器CPU芯片U2的管脚41连 接，芯片T1的管脚5和3分别与电容C12的两端连接，芯片T1的管脚5和 3同时分别与DC/DC隔离模块DC1的管脚9和8连接，芯片Tl的管脚4与芯 片U5 (MAX485)的管脚4连接，芯片Tl的管脚5和4分别与电阻R25的两 端连接。
图2n为第二个光耦隔离电路，其作用是传送远程信号或和其它设备进行 通讯联络；第二个光耦隔离电路由光耦隔离芯片T2(TLP113)、电阻R26、 R27 和电容C13组成；光耦隔离芯片T2的管脚1与芯片U5 (MAX485)的管脚1 连接，芯片T2的管脚2与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端与DC/DC 隔离模块DC1的管脚9连接，芯片T2的管脚3与电阻R26的一端和电容C13 的一端连接后同时与数字电源+5V连接，芯片T2的管脚5与电容C13的另一 端连接后与数字电源接地点GND连接，芯片T2的管脚4与电阻R26的另一端 连接后与主处理器CPU芯片U2的管脚42连接。
图2o为第三个光耦隔离电路，其作用是传送远程信号或和其它设备进行 通讯联络；第三个光耦隔离电路由光耦隔离芯片T3(TLP113)、电阻R28、 R29 和电容C14组成；光耦隔离芯片T3的管脚1与电阻R28的一端连接，电阻 R28的另一端与数字电源+5V连接，光耦隔离芯片T3的管脚2与主处理器CPU 芯片U2的管脚43连接，光耦隔离芯片T3的管脚3连接电容C14的一端，并 同时与DC/DC隔离模块隔DC1管脚8连接，电容C14的另一端与电阻R29的 一端和光耦隔离芯片T3的管脚5连接，光耦隔离芯片T3的管脚4连接电阻 R29的另一端，并同时与芯片U5的管脚2、 3连接，光耦隔离芯片T3的管脚 5与DC/DC隔离模块隔DC1管脚9连接。
图2p为直流信号电流采集电路，其作用是检测IGBT触发电路中直流侧
电流是否过大，当电流过大时，图1中整个直流回路失电，使两侧变换器隔
离；直流信号电流采集电路由芯片U6(LM1558)、电阻R30、 R31、 R32、电压 分压器RW1组成，芯片U6的管脚1与电阻R32的一端连接后并与主处理器 CPU芯片U2的管脚36连接，芯片U6管脚2与电阻R30的一端和电压分压器 RW1的管脚3连接，电压分压器RW1的管脚2与电压分压器RW1的管脚1连 接后并与模拟电源接地点AGND连接，电阻R30的另一端与模拟电源+15V连 接，芯片U6的管脚3与电阻R31的一端和电阻R32的另一端连接，电阻R31 的另一端与图9a中电压隔离传感器U16的管脚4连接；此相同直流采集信号 电路共有两路(此处只画出一路)，另一路与主处理器CPU芯片U2的管脚34 连接。
图2q为直流信号电压采集电路，其作用是检测IGBT触发电路中直流侧 电压是否过大，当电压过大时，整个直流回路失电，使两侧变化器隔离；直 流信号电压采集电路由芯片U7(LM1558)组成；芯片U7的管脚1和管脚3与 主处理器CPU芯片U2的管脚35连接，芯片U7的管脚2与图9c中电压隔离 传感器U18的管脚4连接；此相同直流信号电压采集电路共有两路(此处只 画出一路)，另一路与主处理器CPU芯片U2的管脚33连接。图2p和图2q共 同构成直流信号采集电路。
图3a为液晶显示电路，其作用是由主处理器CPU芯片U2 (dsPIC30F6010A) 通过BLC向PNP三极管发命令来驱动液晶显示完成显示功能；液晶显示电路 由芯片U8(GLCD) 、 PNP三极管Pl、电压分压器RW2、电容C15、电阻R33组 成，电阻R33的一端与主处理器CPU芯片U2的管脚65连接以接收发光命令， 电阻R33的另一端与三极管Pl的基极连接，芯片U8的数据线管脚9-16分别 与主处理器CPU芯片U2的管脚58、 61、 62、 63、 66、 67、 68、 69连接，芯 片U8的管脚1、 2、 6、 7、 8分别与主处理器CPU芯片U2的管脚54、 55、 56、 57、 64连接，作用是完成片选及读写功能，芯片U8的管脚4和管脚17分别 和三极管Pl的集电极和发射极连接，芯片U8的管脚4同时与电容C15的一 端连接，电容C15的另一端与数字电源接地点GND连接，芯片U8的管脚18与数字电源接地点GND连接，芯片U8的管脚5与电压分压器RW2的管脚2连 接，电压分压器RW2的管脚1与模拟电源一12V连接，电压分压器RW2的管 脚3与数字电源接地点GND连接，芯片U8的管脚3与数字电源接地点GND连 接。
图3b为上拉电阻电路，其作用是给按键提供高电平信号，上拉电阻电路 由8个电阻R34-R41组成；8个并联电阻R34-R41 —端分别与图3d相对应的 按键Kl-K8的一端相连接，8个并联电阻R34-R41的另一端与数字电源+5V 连接。
图3c为指示灯电路，其作用是可靠的实现电路的指示功能，指示灯电路 由七个PNP三极管P2、 P3、 P4、 P5、 P6、 P7、 P8、七个发光二极管LED—1、 LED—2、 LED—3、 LED—4、 LED—5、 LED—6、 LED_7和14个电阻R42 R55组成； 七个三极管P2-P8的发射极与数字电源+5￥连接，电阻R42、 R44、 R46、 R48、 R50、R52、R54的一端分别与主处理器CPU芯片U2的管脚2-8连接，电阻R42、 R44、 R46、 R48、 R50、 R52、 R54的另一端分别与三极管P2—P8的基极连接， 电阻R43、 R45、 R47、 R49、 R51、 R53、 R55的一端分别与发光二极管LED—1-LED—7的正极连接，电阻R43、 R45、 R47、 R49、 R51、 R53、 R55的另一端分 别与三极管P2—P8的集电极极连接，发光二极管LED—1- LED—7的负极与数 字电源接地点GND连接。
图3d为键盘触板电路，作用是输入人机对话信号；键盘触板电路由8个 并联双向开关Kl-K8和8个电容C16-C23组成;其中8个并联双向开关Kl-K8 的一端分别和8个电容C16-C23的一端连接，8个并联双向开关Kl-K8的另 一端和8个电容C16-C23的另一端与数字电源接地点GND连接。
图3e为信号锁存电路，其作用是对主处理器CPU芯片U2 (dsPIC30F6010A) 数据线D0-D7发送的数据进行锁存；信号锁存电路由芯片U9(74LS373)和电 容C24组成，芯片U9的管脚1 KEY为触发信号，它与主处理器CPU芯片U2 管脚59连接，芯片U9的管脚9、 6、 5、 2、 12、 15、 16、 19分别与主处理器 CPU芯片U2的管脚58、 61、 62、 63、 66、 67、 68、 69连接，芯片U9的管脚
8、 7、 4、 3、 13、 14、 17、 18分别与图3d相对应并联双向开关Kl-K8的一 端连接；芯片U9的管脚11、 20与电容C24的一端连接，同时与数字电源+5V 连接，电容C24的另一端与数字电源接地点GND连接；芯片U9的管脚10与 数字电源接地点GND连接。
如图4所述，绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路由隔离电源输出电 路、绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路和绝缘栅型双极三极管IGBT开 关组成；图4al为隔离电源输出电路，作用是给IGBT驱动检测集成芯片U10 (EXB841)提供稳定20V电源；隔离电源输出电路由DC/DC隔离模块DC2 (DC-24V)和稳压管L12(78M20)组成;DC/DC隔离模块DC2的管脚8、 10分 别与稳压管L12的管脚1、 2连接，DC/DC隔离模块DC2的管脚1与数字电源 24VGND连接，DC/DC隔离模块DC2的管脚14与数字电源+24V连接；稳压管 L12的管脚3与图4bl中集成芯片U10 (EXB841)的管脚2连接。此相同隔离 电源输出电路共有六路，每路的元件和连接方式相同。
图4bl为绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路，其作用是驱动IGBT 开关；IGBT开关触发电路由集成芯片UIO (EXB841)、电容E4、 E5、电阻R56 和二极管D3组成，其中集成芯片U10的管脚15与主处理器CPU芯片U2的管 脚76连接，集成芯片U10的管脚3与电阻R56 —端连接，电阻R56另一端与 图4cl中IGBT开关Ql (IGBT-G80N60)的门极连接，作用是为IGBT开关Ql提 供导通或断开信号，集成芯片U10的管脚4、 5、 7、 8、 10、 ll悬空，集成芯 片U10的管脚1、 2分别与电容E4和E5的正极连接，集成芯片U10的管脚9 与电容E4和E5的负极连接，集成芯片U10的管脚6与二极管D3的正极连接， 二极管D3的负极与直流信号DCl+连接；此相同IGBT触发电路共有六路，图 4a2和图4b2组成第二路IGBT触发电路，其中图4b2中集成芯片U11(EXB841) 的管脚15与主处理器CPU芯片U2的管脚77连接，图4a3和图4b3组成第 三路IGBT触发电路，其中图4b3中集成芯片U12 (EXB841)的管脚15与主 处理器CPU芯片U2的管脚78连接，图4a4和图4b4组成第四路IGBT触发 电路，其中图4b4中集成芯片U13 (EXB841)的管脚15与主处理器CPU芯片U2的管脚79连接，图4a5和图4b5组成第五路IGBT触发电路，其中图4b5 中集成芯片U14(EXB841)的管脚15与主处理器CPU芯片U2的管脚80连接, 图4a6和图4b6组成第六路IGBT触发电路，其中图4b6中集成芯片U15 (EXB841)管脚15与主处理器CPU芯片U2的管脚1连接，它们分别驱动图 l控制装置电路中IGBT开关Q1—Q12。
图4cl为绝缘栅型双极三极管IGBT开关，作用是IGBT开关 Q1(IGBT-G80N60)通过主处理器CPU芯片U2 (dsPIC30F6010A)发出触发信号 和相应的IGBT触发电路来实现IGBT开关的通断；此IGBT开关触发电路共有 六路，用来实现对永磁风力发电机及异步感应风力发电机定子侧电压、电流 幅值和频率的控制以及交直流的变换过程，对于双馈线风力发电机可根据风 速判别发电机的超同步和亚同步的运行，从而完成功率的四象限控制；IGBT 开关由Q1—Q12(IGBT-G80N60)组成，IGBT开关Ql的栅极与IGBT触发电路中 R56的一端连接，IGBT开关Ql的集电极与直流信号DCl+连接，IGBT开关Ql 的发射极与图1中发电机A相A1连接；此相同IGBT开关电路共有12个(此 处只画出六路)，每一路的元件和连接关系相同，不再详述。图4cl、图4c2、 图4c3、图4c4、图4c5、图4c6相应的IGBT开关Ql (IGBT-G80N60) — Q6(IGBT-G80N60)为发电机侧控制开关，剩余六组IGBT开关为系统测控制开 关。
如图5所示，直流电压缓冲器电路由两路相同的电压缓冲器构成，每一 路的电压缓冲器由1个二极管、1个电容和1个电阻组成；图5al中的电压 缓冲器二极管D15、电容Cl和电阻R78组成，电阻R78的一端与二极管D15 的正极连接后与直流信号DCl+连接，电阻R78的另一端与二极管D15的负极 连接后与直流信号Cl+连接，电容C1的一端与直流信号Cl+连接，电容C1另 一端与直流信号DC-连接；其作用是防止发电机侧整流后产生的大电流和大 电压对电路的冲击；5a2中的电压缓冲器与图5al中的电压缓冲器元件和连 接相同，其作用是防止系统测整流后产生的大电流和大电压对电路的冲击。
如图6所示，可控硅整流器SCR触发电路由隔离电源输出电路和光耦合
触发电路组成；图6al为隔离电源输出电路，作用是为图6bl光耦合触发电 路提供24V隔离电源和隔离地；隔离电源输出电路由DC/DC隔离器DC7 (DC-24V)构成；DC/DC隔离器DC7的管脚14和管脚1分别接入数字电源 +24V和数字电源24VGND， DC/DC隔离器DC7的管脚8和管脚10分别是输出 隔离后的正电源24V和隔离后的地24G，并分别与图6bl光耦芯片T4(TLP127) 管脚4和图6bl中电阻R66的一端、稳压管V2的正极连接。图6bl为光耦合 触发电路，其作用是为图6cl中可控硅整流器SCRl (KK3000-76K717)门极 提供足够的正向电压以使可控硅整流器SCR1 (KK3000-76K717)的阳极向阴极 导通；光耦合触发电路由光耦芯片T4(TLP127)、 二极管Dll、稳压管V2及电 阻R64、 R65、 R66、 R67组成，光耦芯片T4的管脚2与主处理器CPU芯片U2 的管脚72连接；光耦芯片T4的管脚1与电阻R64的一端连接，电阻R64的 另一端与数字电源+5V连接，光耦芯片T4的管脚3与电阻R66、 R67的一端 和二极管Dll的正极连接，光耦芯片T4的管脚4与DC/DC隔离器DC7的管脚 8连接，并与电阻R65的一端和二极管Dll的负极连接，电阻R65的另一端 与直流信号DC-连接，电阻R67的另一端与可控硅整流器SCR1的门极连接， 稳压管V2的正极与电阻R66的另一端连接，稳压管V2的负极与电阻R65的 另一端连接；图6al和图6bl共同构成可控硅整流器SCR驱动电路，当发电 机侧出现过电流或过电压时，使可控硅整流器SCR导通，将能量导向图6cl 中电阻R2，从而保护直流电路及IGBT开关,此相同可控硅整流器SCR触发电 路共有两路，另一路由图6a2和图6b2组成，作用是当系统侧出现过电流或 过电压时，使可控硅整流器SCR2 (KK3000-76K717)导通，将能量导向图6c2 中电阻R3,其中图6b2中光耦芯片T5管脚2与主处理器CPU芯片U2的管脚 73连接。
图6cl为可控硅整流器SCR晶闸管保护电路，作用是当发电机侧整流后 直流电压或电流过大时图6cl中可控硅整流器SCR1(KK3000-76K717)导通， 此时电压及能量加到大功率电阻R2两端，有效的保护IGBT开关。可控硅整 流器SCR晶闸管保护电路由可控硅整流器SCRl (KK3000-76K717)和大功率电
阻R2组成；可控硅整流器SCR1的阴极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另 一端与直流信号DC-连接，可控硅整流器SCR1的门极与电阻R67的一端连接， 可控硅整流器SCR1的阳极与直流信号DCl+连接；此相同可控硅整流器SCR 晶闸管保护电路共有两路，另一路如图6c2,作用是当系统侧整流后直流电 压或电流过大时图6c2中可控硅整流器SCR2(KK3000-76K717)导通，此时电 压及能量加到大功率电阻R3两端，有效的保护IGBT开关。
如图7所示，直流过电压保护器由光耦触发电路和开关量输出电路构成； 图7al为光耦触发电路，作用是给图7bl中继电器Jl提供导通信号；光耦触 发电路由光耦芯片T6(TLP127)和电阻R74组成；光耦芯片T6管脚1与电阻 R74的一端连接，电阻R74的另一端与数字电源+5V连接，光耦芯片T6管脚 2与主处理器CPU芯片U2的管脚74连接，光耦芯片T6管脚3与数字电源 24VGND连接，光耦芯片T6管脚4与图7bl继电器Jl管脚2连接。
图7bl为开关量输出电路，作用是当图1中两变换器停止工作时将接入 直流主控回路的继电器常闭端打开，使电路失电，保护相应电路；开关量输 出电路由一个继电器Jl和一个二极管D13组成；继电器Jl管脚1与二极管 D13的负极连接后与数字电源+24V连接，继电器Jl管脚2与二极管D13的正 极连接后与光耦芯片T6管脚4连接，继电器Jl管脚3与直流信号DCl+连接， 继电器J1管脚4悬空，继电器Jl管脚5与直流信号DC-连接；图7al和图 7bl共同构成过电压保护器电路，作用是当发电机侧变换器停止工作时，图 7bl中继电器Jl常闭端打开，使整个直流回路完全失电；此相同过电压保护 器电路共有两路，另一路由图7a2和图7b2组成，作用是当系统侧变换器停 止工作时，图7b2中继电器J2常闭端打开，使整个直流回路完全失电；其中 图7a2中光耦芯片T7管脚2与主处理器CPU芯片U2的管脚75连接。
图8a为交流电流互感器采样电路，其作用是将图1中发电机及系统侧大 电流交流信号转化成小电流信号，从而便于电流采样，也使电流采样结果更 加精准，交流电流互感器采样电路由六组交流电流互感器组成，分别是CT1、 CT2、 CT3、 CT4、 CT5、 CT6，它们分别将小电流信号ACCTA1、 ACCTB1、 ACCTC1、
ACCTA2、 ACCTB2、 ACCTC2传给模拟信号偏置电路中进行偏置；交流电流互感 器CT1的管脚1与交流信号ACCTA1连接，交流电流互感器CT1的管脚2与模 拟电源接地点AGND连接，交流电流互感器CT2的管脚1与交流信号ACCTB1 连接，交流电流互感器CT2的管脚2与模拟电源接地点AGND连接，交流电流 互感器CT3的管脚1与交流信号ACCTC1连接，交流电流互感器CT3的管脚2 与模拟电源接地点AGND连接，交流电流互感器CT4的管脚1与交流信号 ACCTA2连接，交流电流互感器CT4的管脚2与模拟电源接地点AGND连接， 交流电流互感器CT5的管脚1与交流信号ACCTB2连接，交流电流互感器CT5 的管脚2与模拟电源接地点AGND连接，交流电流互感器CT6的管脚1与交流 信号ACCTC2连接，交流电流互感器CT6的管脚2与模拟电源接地点AGND连 接，其中三相交流电流互感器即CT1、 CT2、 CT3对发电机侧三相电流进行采 样，CT4、 CT5、 CT6对系统侧三相电流进行采样。
图8b为交流电压互感器采样电路，作用是将图1中发电机侧和系统侧交 流大压流信号转化成小压流信号，从而便于电压采样，也使电压采样结果更 加精准；交流电压互感器采样电路由交流电压互感器PT1、 PT2和电阻R76、 R77组成；其中交流电压互感器PT1的管脚1与电阻R76的一端连接，电阻 R76的另一端与输出交流信号CH1连接，交流电压互感器PT1的管脚2与输 入交流信号CHW连接，交流电压互感器PT1的管脚3与输出交流信号ACPTA1 连接，交流电压互感器PT1的管脚4与模拟电源接地点AGND连接；交流电压 互感器PT2的管脚1与电阻R77的一端连接，电阻R77的另一端与输出交流 信号CH2连接，交流电压互感器？12的管脚2与输入交流信号012*连接，交 流电压互感器PT2的管脚3与输出交流信号ACPTA2连接，交流电压互感器 PT2的管脚4与模拟电源接地点AGND连接；交流电压互感器PT1、 PT2分别
将小电压信号传给模拟信号偏置电路中进行偏置；其中每一相电压互感器为 一路，交流电压互感器PT1对发电机侧单相电压进行采样，交流电压互感器 PT2对系统侧单相电压进行采样。
图9a为直流电流隔离传感器电路，作用是采样发电机侧变换器直流电流信号，将发电机侧大电流的直流信号转化为小电流的直流信号，然后将小电 流信号传给直流信号采集电路；直流电流隔离传感器电路由直流电流隔离传 感器U16组成，直流电流隔离传感器U16的管脚1与模拟电源+15V连接，直 流电流隔离传感器U16的管脚2与模拟电源-15V连接，直流电流隔离传感 器U16的管脚3与模拟电源接地点AGND连接，直流电流隔离传感器U16的管 脚4与直流信号采集电路中电阻R31的一端连接，直流电流隔离传感器U16 的管脚5、 6分别与直流信号DCl+和DC-连接。
图9b为直流电流隔离传感器电路，作用是采样系统侧变换器直流电流信 号，将系统侧大电流的直流信号转化为小电流的直流信号，然后将小电流信 号传给直流信号采集电路；直流电流隔离传感器电路由直流电流隔离传感器 U17组成，其中直流电流隔离传感器U17的管脚1与模拟电源+15V连接，直 流电流隔离传感器U17的管脚2与模拟电源-15V连接，直流电流隔离传感 器U17的管脚3与模拟电源接地点AGND连接，直流电流隔离传感器U17的管 脚4与另一路直流信号采集电路连接，直流电流隔离传感器U17的管脚5、 6 分别与直流信号DC2+和DC-连接。
图9c为直流电压隔离传感器电路，作用是采样发电机侧变换器直流电压 信号，将发电机侧大电压的直流信号转化为小电压的直流信号，然后将小电 压信号传给直流信号采集电路；直流电压隔离传感器电路由直流电压隔离传 感器U18组成，直流电压隔离传感器U18的管脚1与模拟电源+15V连接，直 流电压隔离传感器U18的管脚2悬空，直流电压隔离传感器U18的管脚3与 模拟电源接地点AGND连接，直流电压隔离传感器U18的管脚4与直流信号采 集电路中U7的管脚2连接，直流电压隔离传感器U18的管脚5、 6分别与直 流信号Cl+和DC-连接。
图9d为直流电压隔离传感器电路，作用是采样系统侧变换器直流电压信 号，将系统侧大电压的直流信号转化为小电压的直流信号，然后将小电压信 号传给直流信号采集电路；直流电压隔离传感器电路由直流电压隔离传感器 U19组成，直流电压隔离传感器U19的管脚1与模拟电源+15V连接，直流电
压隔离传感器U19的管脚2悬空，直流电压隔离传感器U19的管脚3与模拟 电源接地点AGND连接，直流电压隔离传感器U19的管脚4与另一路直流信号 采集电路连接，直流电压隔离传感器U19的管脚5、 6分别与直流信号C2+和 DC-连接。
权利要求
1、一种兆瓦级多功能风力发电机节能控制装置，其特征是它由控制器、测速器、绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路、可控硅整流器SCR触发电路、直流过电压保护器和两个变换器组成，测速器、绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路、可控硅整流器SCR触发电路、直流过电压保护器和两个变换器分别与控制器连接，测速器的转速检测端与被控制风力发电机的转子连接。
2、 根据权利要求1所述的兆瓦级多功能风力发电机节能控制装置，其特 征是所述两个变换器由12组绝缘栅型双极三极管IGBT开关Q广Q12、稳流电 感U L2、直流保护用继电器的常闭触点RELAY1、 RELAY2、电容C1、 C2、 二 极管D15、 D16、电阻R78、 R2、 R3和R79、直流电压隔离传感器DCPT1、 DCPT2、 直流电流隔离传感器DCCT1、 DCCT2、可控硅整流器SCR1、 SCR2、电流互感器 CT1、 CT2和电压互感器PT1、 PT2组成；其中IGBT开关QrQ6、稳流电感L、 直流保护用继电器的常闭触点RELAY1、电容C1、 二极管D15、电阻R78、 R2、 直流电压隔离传感器DCPT1、直流电流隔离传感器DCCT1、可控硅整流器SCR1、 电流互感器CT1和电压互感器PT1构成左侧变换器，IGBT幵关Ch、 Q2、 (33的 集电极相连后与稳流电感U的一端连接，IGBT开关(^、 Q2、 qb的发射极分别 与IGBT开关Q4、 Q5、 Qe的集电极相连并与风力发电机A相、B相、C相连接， IGBT开关Q^ Q2、 Q3的门极连接相应的触发电路，IGBT开关Q4、 Q5、 Qe的发 射极相连后与电阻R2的下端连接，IGBT开关Q" Q5、 96的门极连接相应的触 发电路，稳流电感L的另一端与继电器的常闭触点RELAY1的一侧连接，二极 管D15正极与电阻R78的一端连接后与继电器的常闭触点RELAY1的另一侧连 接，二极管D15负极与电阻R78的另一端连接后与电容C1和直流电压隔离传 感器DCPT1的正极相连，电容Cl和直流电压隔离传感器DCPT1的负极相连后 与控制器连接，电容C1和直流电压隔离传感器DCPT1的正极也与控制器连接， 可控硅整流器SCR1的正极与二极管D15正极和电阻R78的一端连接，可控硅 整流器SCR1的负极与电阻R2的上端连接，直流电流隔离传感器DCCT1套装 在常闭触点RELAY1的左侧和可控硅整流器SCR1的正极之间并与控制器连接， 电流互感器CT1串接在电压互感器PT1的右侧和IGBT开关Q2发射极之间并与 控制器连接，电压互感器PT1并接在A、 B两相之间并与控制器连接；IGBT 开关Q厂Qi2、稳流电感U、直流保护用继电器的常闭触点RELAY2、电容C2、 二极管D16、电阻R3、 R79、直流电压隔离传感器DCPT2、直流电流隔离传感 器DCCT2、可控硅整流器SCR2、电流互感器CT2和电压互感器PT2构成右侧 变换器，所述左右两侧的变换器完全对称，故右侧变换器的所有器件的连接 方式与左侧完全相同。
全文摘要
本发明涉及一种兆瓦级多功能风力发电机节能控制装置，它属于一种适用于国内外常用的三种风力发电机直驱永磁发电机、双馈发电机和异步感应发电机的、能降低发电成本的节能控制装置。本发明主要是解决现有的控制装置存在的控制单一和成本高的技术难点。本发明采用的技术方案是兆瓦级多功能风力发电机节能控制装置，它由控制器、测速器、绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路、可控硅整流器SCR触发电路、直流过电压保护器和两个变换器组成，测速器、绝缘栅型双极三极管IGBT开关触发电路、可控硅整流器SCR触发电路、直流过电压保护器和两个变换器分别与控制器连接，测速器的转速检测端与被控制风力发电机的转子连接。
文档编号H02H7/00GK101345507SQ20081007921
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月16日 优先权日2008年8月16日
发明者张晓巍, 李刚菊, 杨文元, 王世杰, 赵春生, 郑德化, 郑阿龙, 郭史鹏 申请人:山西合创电力科技有限公司