一种基于低噪声放大器的风力电机调控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电机控制系统，尤其涉及一种基于低噪声放大器的风力电机调控系统，属于电机控制领域。
【背景技术】
[0002]随着风电技术的不断成熟与发展，变桨距风力发电机的优越性显得更加突出:既能提高风力机运行的可靠性，又能保证高的风能利用系数和不断优化的输出功率曲线。采用变桨距机构的风力机可使叶轮重量减轻，使整机的受力状况大为改善，使风电机组有可能在不同风速下始终保持最佳转换效率，使输出功率最大，从而提高系统性能。随着风电机组功率等级的增加，采用变桨距技术已是大势所趋。目前变桨执行机构主要有两种:
液压变桨距和电动变桨距，按其控制方式可分为统一变桨和独立变桨两种。在统一变桨基础上发展起来的独立变桨距技术，每支叶片根据自己的控制规律独立地变化桨距角，可以有效解决桨叶和塔架等部件的载荷不均匀问题，具有结构紧凑简单、易于施加各种控制、可靠性高等优势，越来越受到国际风电市场的欢迎。
[0003]兆瓦级变速恒频变桨距风电机组是目前国际上技术比较先进的风力机型，从今后的发展趋势看，必然取代定桨距风力机而成为风力发电机组的主力机型。其中变桨距技术在变速恒频风力机研究中占有重要地位，是变速恒频技术实现的前提条件。研究这种技术，可以提高风电机组的柔性，延长机组的寿命，是目前国外研究的热点，但是国内对此研究甚少。对这一前瞻性课题进行立项资助，掌握具备自主知识产权的独立变桨控制技术，对于打破发达国家对先进的风力发电技术的垄断，促进我国风力发电事业的进一步发展都将具有重要意义。
[0004]为了获得足够的起动条件，在变桨距系统中需要具有高可靠性的控制器，本发明中采用了 OMRON公司的CJlM系列可编程控制器(PLC)作为变桨距系统的控制器，设计了PLC软件程序，并在国外某知名风电公司风力发电机组上作了实验。
[0005]例如申请号“201310457332.8”的风力发电机组用低电压调控装置，包括固态开关、滤波电路、整流电路、有功消耗电路、第一大功率逆变器和第二大功率逆变器。本发明采用大功率电力电子变流器和固态开关安装在风机和电网之间，当电力系统发生临时短路故障而造成电网电压下降时，快速提供有功功率和无功功率支撑，以维持风机定子侧并网点电压恒定，从而保证风机不脱网且稳定并网运行。不仅解决了风力发电中存在的低电压穿越这一技术难题，而且起到稳定系统电压、抑制系统电压波动、提高电能质量的作用，同时降低网络损耗，增加风电厂发电，降低对风机设备的冲击，更能避免风电机组同时全部切除的情况；并且该系统三相完全独立控制，可有效应对对称和非对称故障情况。
[0006]又如申请号为“201510137328.2”的一种风力发电机功率因素季调控制系统，包括时钟发生器，控制器、数模转换器和放大器；时钟发生器与控制器连接，时钟发生器为控制器提供时间，控制器根据该时间对季节进行计算，按季节变化发出调节风力发电机组功率因素调整的数字；数模转换器的输入端连接控制器的输出端，数模转换器将控制器输出的数字信号转换为模拟信号；放大器的输入端与数模转换器的输出端连接，放大器的输出端连接风力发电机组，放大器将数模转换器输出的信号进行放大后用于调节风力发电机组的励磁电流。本发明可使风力发电机在季节变化时，其功率因素自动发生改变。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足提供了一种基于低噪声放大器的风力电机调控系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种基于低噪声放大器的风力电机调控系统，包含速度控制器、功率控制器、浆距控制器、风轮、增速箱、发电机，所述速度控制器、功率控制器分别依次连接浆距控制器、风轮、增速箱、发电机；在所述发电机上设有微控制器模块、低噪声放大器、转速传感器、功率传感器和显示模块，所述转速传感器和功率传感器分别通过低噪声放大器连接微控制器模块，所述微控制器模块分别与速度控制器和功率控制器连接；
所述低噪声放大器包括LNA、功分器、第一滤波器、第二滤波器、第一放大器、第二放大器、合成器、第三放大器和第三滤波器，其中，LNA的输出端连接功分器的输入端，而功分器的输出端分别连接第一、二滤波器的输入端，所述第一、二滤波器的输出端分别经由第一、二放大器连接合成器的输入端，该合成器的输出端经由第三放大器连接第三滤波器的输入端。
[0008]作为本发明一种基于低噪声放大器的风力电机调控系统的进一步优选方案，所述发电机采用额定功率为550kW的风力发电机。
[0009]作为本发明一种基于低噪声放大器的风力电机调控系统的进一步优选方案，所述转速传感器的芯片型号为A5S05。
[0010]作为本发明一种基于低噪声放大器的风力电机调控系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。
[0011]作为本发明一种基于低噪声放大器的风力电机调控系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用LCD显示屏显示电机转速参数。
[0012]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
1、本发明可以有效的提高风电机组的柔性，延长机组的寿命；
2、本发明采用变桨距机构的风力机可使叶轮重量减轻，使整机的受力状况大为改善，使风电机组有可能在不同风速下始终保持最佳转换效率，使输出功率最大，从而提高系统性能。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构原理图；
图2是本发明低噪声放大器电路图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
如图1所示，本发明设计一种基于低噪声放大器的风力电机调控系统，包含速度控制器、功率控制器、浆距控制器、风轮、增速箱、发电机，所述速度控制器、功率控制器分别依次连接浆距控制器、风轮、增速箱、发电机；在所述发电机上设有微控制器模块、低噪声放大器、转速传感器、功率传感器和显示模块，所述转速传感器和功率传感器分别通过低噪声放大器连接微控制器模块，所述微控制器模块分别与速度控制器和功率控制器连接；
如图2所示，所述低噪声放大器包括LNA、功分器、第一滤波器