适用于三相风力发电机的控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于三相风力发电机的控制系统，包括：三相风力发电机、三相整流电路、DC/DC电源、保护电路、控制电路一、控制电路二、控制电路三、负载；本实用新型有益效果：保证风力发电机三相平衡，运行平稳，无噪音；可以取代现有的复杂控制流程，使控制过程更加简捷，故障率大大降低；利用电磁控制技术原理，使控制更加精确；简化了大功率风力发电机的控制方式；不消耗额外能源，更能节能环保；用户使用简单，易操作，安全；降低风力发电机生产及维护成本，利于市场销售。
【专利说明】适用于三相风力发电机的控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风力发电机的控制系统，尤其涉及一种适用于三相风力发电机的控制系统。
【背景技术】
[0002]能源短缺已成为全世界共同面对的首要问题，风能作为清洁能源逐渐受到各国的高度重视。我国拥有丰富的风能资源，风力发电设备制造业及相关领域的市场前景十分广阔。
[0003]现有的风力发电机控制系统，将谐波注入三相风力发电机一相绕组中，这样会导致风力发电机三相不平衡，从而引起风力发电机振动。风力发电机振动容易导致风机各零部件松动，缩短风力发电机的使用寿命，严重时会引发事故。 [0004]另外，现有的控制器没有考虑供电电路损坏的情况，一旦供电电路损坏整个控制器没有了稳定的工作电源，风力发电机将失控。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种适用于三相风力发电机的控制系统。该系统不消耗额外能源，节能环保，并且可以取代现有复杂的控制流程，使控制过程更加简捷，故障率大大降低。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种适用于三相风力发电机的控制系统，包括:三相风力发电机、三相整流电路、DC/DC电源、控制电路一、控制电路二、控制电路三、保护电路、负载。
[0008]所述三相风力发电机与所述三相整流电路连接，所述三相整流电路与所述负载连接，所述保护电路与所述DC/DC电源连接，所述DC/DC电源与三相整流电路的输出端连接，所述DC/DC电源还与所述控制电路一、控制电路二、控制电路三分别连接；所述控制电路一、控制电路二、控制电路三分别耦接到三相风力发电机三相绕组中的两相上。
[0009]所述控制电路一包括:检测电路一、采样电路一、谐波控制电路一和谐波注入电路
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[0010]所述采样电路一与所述检测电路一相互独立，所述检测电路一测得的信号和所述采样电路一测得的信号都传送至所述谐波控制电路一；所述检测电路一耦接到三相绕组中的LI和L2两相，所述采样电路一耦接到三相整流电路的输出端。
[0011]所述谐波注入电路一包括可控开关，可控开关的阳极耦接到三相绕组中的LI相、阴极耦接到三相绕组中的L2相、控制极与谐波控制电路一连接。
[0012]所述控制电路二包括:检测电路二、采样电路二、谐波控制电路二和谐波注入电路
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[0013]所述采样电路二与所述检测电路二相互独立，所述检测电路二测得的信号和所述采样电路二测得的信号都传送至所述谐波控制电路二；所述检测电路二耦接到三相绕组中的L2和L3两相，所述采样电路二耦接到三相整流电路的输出端。
[0014]所述谐波注入电路二包括可控开关，可控开关的阳极耦接到三相绕组中的L2相、阴极耦接到三相绕组中的L3相、控制极与谐波控制电路二连接。
[0015]所述控制电路三包括:检测电路三、采样电路三、谐波控制电路三和谐波注入电路
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[0016]所述采样电路三与所述检测电路三相互独立，所述检测电路三测得的信号和所述采样电路三测得的信号都传送至所述谐波控制电路三；所述检测电路三耦接到三相绕组中的LI和L3两相，所述采样电路三耦接到三相整流电路的输出端。
[0017]所述谐波注入电路三包括可控开关，可控开关的阳极耦接到三相绕组中的L3相、阴极耦接到三相绕组中的LI相、控制极与谐波控制电路三连接。
[0018]所述保护电路为由继电器J1、继电器J2组成的三相风力发电机三相刹车控制电路，所述继电器的供电线圈与DC/DC电源连接，所述继电器J1、继电器J2的公共点与三相风力发电机三相绕组中的LI连接，所述继电器Jl的常闭触点与三相风力发电机三相绕组中的L2连接，继电器J2常闭触点与三相风力发电机三相绕组中的L3连接，L1、L2、L3无先后顺序之分。
[0019]为了便于理解，本实用新型所述的耦接到三相风力发电机的三相绕组L1、L2、L3为示例性的，没有先后顺序之分，所属领域技术人员可以根据实际情况耦接到任意相绕组。
[0020]本实用新型的有益效果是:
[0021 ] (I)保证风力发电机三相平衡，运行平稳，无噪音。
[0022](2)可以取代现有的复杂控制流程，使控制过程更加简捷，故障率大大降低。
[0023](3)利用电磁控制技术原理，使控制更加精确。
[0024](4)简化了大功率风力发电机的控制方式。
[0025](5)不消耗额外能源，更能节能环保。
[0026](6)用户使用简单，易操作，安全。
[0027](7)降低风力发电机生产及维护成本，利于市场销售。
【专利附图】
【附图说明】:
[0028]图1是本实用新型的三相风力发电机控制系统电路原理图。
[0029]其中，401三相风力发电机，402.三相整流电路，403.负载，404.检测电路一，405.采样电路一，406.谐波控制电路一，407.谐波注入电路一，408.检测电路二，409.采样电路二，410.谐波控制电路二，411.谐波注入电路二，412检测电路三，413.采样电路三，414.谐波控制电路三，415.谐波注入电路三，416.控制电路一，417.控制电路二，418.控制电路三，419.DC/DC电源，420.保护电路。
【具体实施方式】:
[0030]下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明:
[0031]如图1所示，一种适用于三相风力发电机的控制系统，包括:三相风力发电机401、三相整流电路402、负载403、控制电路一 416、控制电路二 417、控制电路三418、DC/DC电源419、保护电路420 ;三相风力发电机401与三相整流电路402连接，三相整流电路402与负载403连接，保护电路420与DC/DC电源419连接，DC/DC电源419与三相整流电路402的输出端连接，DC/DC电源419还与控制电路一 416、控制电路二 417、控制电路三418分别连接；控制电路一 416、控制电路二 417、控制电路三418分别耦接到三相风力发电机401的三相绕组中的两相上。
[0032]三相风力发电机401输出L1、L2、L3三相交流电能。通过三相全桥整流电路402的整流，输出直流电能到负载403。DC/DC电路419给控制电路一 416、控制电路二 417、控制电路三418提供稳定的工作电源。控制电路包括检测电路，采样电路，谐波控制电路、谐波注入电路。谐波注入电路包括可控开关，可控开关一端耦接到控制电路，一端耦接到三相风力发电机401的一相，另一端连接三相风力发电机401另两相中的一相。
[0033]图1中，谐波注入电路一 407的可控开关一端I禹接到谐波控制电路一 406, —端奉禹接到三相风力发电机401的LI绕组，另一端连接三相风力发电机401的L2绕组。当谐波控制电路一 406输出信号给可控开关时，可控开关将谐波注入到三相风力发电机401的LI绕组和L2绕组中；谐波注入电路二 411的可控开关一端耦接到谐波控制电路二 410，一端耦接到三相风力发电机401的L2绕组，另一端连接三相风力发电机401的L3绕组。当谐波控制电路二 410输出信号给可控开关时，可控开关将谐波注入到三相风力发电机401的L2绕组和L3绕组中；谐波注入电路三415的可控开关一端耦接到谐波控制电路三414，一端耦接到三相风力发电机401的L3绕组，另一端耦接到三相风力发电机401的LI绕组。当谐波控制电路三414输出信号给可控开关时，可控开关将谐波注入到三相风力发电机401的L3绕组和LI绕组中。
[0034]谐波控制电路(406、410、414)包括比较电路(图1中未示出)，比较电路将采样信号与基准电压相比较，当采样信号大于基准电压时，可控开关导通，电压高时，可控开关导通时间长，制动力矩增大；电压低时，可控开关导通时间短，制动力矩减小。当采样信号小于基准电压时，可控开关关断，风力发电机正常运行。由于可控开关的导通和关断，电流谐波被注入到L1、L2、L3相绕组，在三相风力发电机401转子中形成感应电势和电流，其产生的转矩方向与电机的转速方向相反，产生阻力，起到控制风力发电机401转速、输出功率和制动作用。电压高时，可控开关导通时间长，风力发电机401制动力矩增大；电压低时，可控开关导通时间短，风力发电机401制动力矩减小。通过对注入风力发电机401的谐波的控制，实现了对风力发电机401转子的制动控制，进而精确控制风力发电机401的转速和输出功率。
[0035]任何元器件都有可能损坏，如果控制电路的供电DC/DC电源419损坏，整个控制电路就没有了稳定的工作电源，三相风力发电机将失控，为此增加了保护电路420，主要由继电器Jl、J2做成的三相风力发电机三相刹车控制电路。一旦DC/DC电源419损坏，继电器工作于常闭点，此时三相风力发电机处于三相刹车状态。继电器J1、J2的供电线圈连接DC/DC电源419，继电器J1、J2的公共点连接三相风力发电机401的LI绕组，继电器Jl的常闭点连接三相风力发电机401的L2绕组，继电器J2的常闭点连接三相风力发电机401的L3绕组，其中L1、L2、L3无先后顺序之分。
[0036]本实施例中的可控开关为可控硅仅为示意性的，本领域技术人员可以选用任何合适的可控开关进行谐波注入的操作。
[0037]根据本实用新型的三相风力发电机控制系统的一个实施例，可以根据本实用新型的教导选用任何合适的谐波注入电路向三相风力发电机401的绕组注入谐波，在三相风力发电机401转子中形成感应电势和电流，产生转矩方向与电机的转速方向相反，产生阻力，起到控制三相风力发电机401转速、输出功率和制动的作用。
[0038]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种适用于三相风力发电机的控制系统，其特征是，包括:三相风力发电机、三相整流电路、DC/DC电源、控制电路一、控制电路二、控制电路三、保护电路、负载； 所述三相风力发电机与所述三相整流电路连接，所述三相整流电路与所述负载连接，所述保护电路与所述DC/DC电源连接，所述DC/DC电源与三相整流电路的输出端连接，所述DC/DC电源还与所述控制电路一、控制电路二、控制电路三分别连接；所述控制电路一、控制电路二、控制电路三分别耦接到三相风力发电机的三相绕组中的两相上。
2.如权利要求1所述的一种适用于三相风力发电机的控制系统，其特征是，所述控制电路一包括:检测电路一、采样电路一、谐波控制电路一和谐波注入电路一； 所述采样电路一与所述检测电路一相互独立，所述检测电路一测得的信号和所述采样电路一测得的信号都传送至所述谐波控制电路一；所述检测电路一耦接到三相绕组中的LI和L2两相，所述采样电路一耦接到三相整流电路的输出端； 所述谐波注入电路一包括可控开关，可控开关的阳极耦接到三相绕组中的LI相、阴极耦接到三相绕组中的L2相、控制极与谐波控制电路一连接。
3.如权利要求1所述的一种适用于三相风力发电机的控制系统，其特征是，所述控制电路二包括:检测电路二、采样电路二、谐波控制电路二和谐波注入电路二 ； 所述采样电路二与所述检测电路二相互独立，所述检测电路二测得的信号和所述采样电路二测得的信号都传送至所述谐波控制电路二 ；所述检测电路二耦接到三相绕组中的L2和L3两相，所述采样电路二耦接到三相整流电路的输出端； 所述谐波注入电路二包括可控开关，可控开关的阳极耦接到三相绕组中的L2相、阴极耦接到三相绕组中的L3相、控制极与谐波控制电路二连接。
4.如权利要求1所述的一种适用于三相风力发电机的控制系统，其特征是，所述控制电路三包括:检测电路三、采样电路三、谐波控制电路三和谐波注入电路三； 所述采样电路三与所述检测电路三相互独立，所述检测电路三测得的信号和所述采样电路三测得的信号都传送至所述谐波控制电路三；所述检测电路三耦接到三相绕组中的LI和L3两相，所述采样电路三耦接到三相整流电路的输出端； 所述谐波注入电路三包括可控开关，可控开关的阳极耦接到三相绕组中的L3相、阴极耦接到三相绕组中的LI相、控制极与谐波控制电路三连接。
5.如权利要求1所述的一种适用于三相风力发电机的控制系统，其特征是，所述保护电路为由继电器J1、继电器J2组成的风力发电机三相刹车控制电路，所述继电器的供电线圈与DC/DC电源连接，所述继电器J1、继电器J2的公共点与三相风力发电机三相绕组中的LI连接，所述继电器Jl的常闭触点与三相风力发电机三相绕组中的L2连接，继电器J2常闭触点与三相风力发电机三相绕组中的L3连接，L1、L2、L3无先后顺序之分。
【文档编号】H02P3/00GK203491942SQ201320577954
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】荆林峰, 荆聿平, 秦国荣, 李俊英 申请人:济南德明电源设备有限公司