基于pid控制器的双馈风力发电机励磁装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型风力发电机控制技术领域，特别涉及一种基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置。
【背景技术】
[0002]双馈风力发电机作为一种新型的电机，在利用风力的过程中发挥着重要的作用，风力发电机励磁控制系统是核心设备之一。
[0003]双馈风力发电机主要的原理是在转子励磁绕组中施加一频率可调的交流励磁电流，从而达到变速恒频的目的，大大提高能量转换效率、降低原动机承受的机械应力，因而双馈风力发电机是变速恒频发电领域的主流机型。
[0004]但是双馈风力发电机存在如下缺点:(1)不能追踪最大功率，很难捕获最大风能，使风力不能得到最大限度的利用；(2)电网与电机的转子进行频繁的能量流通，过剩的能量消耗在电机绕组上，损害了风力发电机的寿命，造成能源浪费；(3)电机的参数变化对电机的控制有影响，控制效果不够理想；(4)不能实现自主控制，自动调节运行参数，反应迟缓。
[0005]因此，风力发电机控制技术领域急需一种提高运行功能，能够自动调节参数，能够最大限度的利用风能，提高风力发电机的使用寿命，节约能源，从而适应现场需要的基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置。
【发明内容】
[0006]本实用新型提供了一种基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置，技术方案如下:
[0007]基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置，包括:主控微机、DSP控制器、PID控制器、传感器、交流电量预处理电路、整流逆变模块、发电机转子励磁绕组和双馈风力发电机；
[0008]主控微机，一端与PID控制器相连接，另一端通过通信接口与DSP控制器相连接；
[0009]PID控制器，一端与DSP控制器相连接，另一端与交流电量预处理电路相连接；
[0010]传感器，一端与交流电量预处理电路相连接，另一端与双馈风力发电机相连接；
[0011]整流逆变模块，一端与DSP控制器相连接，另一端与发电机转子励磁绕组相连接；
[0012]双馈风力发电机，与发电机转子励磁绕组相连接。
[0013]优选的，在上述基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置中，交流电量预处理电路还包括:滤波和运算放大电路、偏置电路，并且滤波和运算放大电路分别与传感器、偏置电路相连接，偏置电路另一端与PID控制器相连接。
[0014]优选的，在上述基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置中，整流逆变模块还包括:SVPWM信号驱动模块、死区保护模块、HVIC驱动模块和IGBT逆变驱动模块，并且依次相连接，SVPWM信号驱动模块与DSP控制器相连接，IGBT逆变驱动模块与发电机转子励磁绕组相连接。
[0015]优选的，在上述基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置中，DSP控制器还包括:通信模块、PWM模块、数模转换器和模数转换器，并且通信模块通过通信接口与主控微机相连接，PWM模块与SVPWM信号驱动模块相连接，数模转换器、模数转换器都与PID控制器相连接。
[0016]优选的，在上述基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置中，PID控制器为专家自适应PID控制器，在PID控制器内设置有调节机和逻辑推理机，并且调节机分别与逻辑推理机、主控微机相连接。
[0017]优选的，在上述基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置中，通信接口为RS232通信接口，通信模块为RS232通信模块。
[0018]本实用新型的有益效果是:
[0019](I) PID控制器能够依据实际风速和风轮机的特性，调整发电机的运行转速，使发电机转子励磁绕组运行在最大输出功率的转速范围内，追踪最大风能点，能够最大限度的利用风能，从而提尚系统的运彳丁效率，提尚运彳丁功能。
[0020](2)专家自适应PID控制器能够根据运行状态的变化，自动实现对PID参数的最佳调整，改善励磁控制系统的上升时间、超调量、响应速度等控制性能，提高励磁系统的稳定性，获得良好的控制效果。
[0021](3)整流逆变模块能够根据具体的运行状态，在不同的能量流向下交替实现整流和逆变的功能，实现发电机定子侧和转子侧同时向电网馈电的目的，减少对风力发电机的危害，提高风力发电机的使用寿命，避免能源浪费。
[0022](4) DSP控制器能够根据电网的实际需要，在整流逆变模块上进行功率因素调节，使风力发电机吸收富裕的无功功率、改善电网的功率因素，抑制低频震荡和电压的稳定。
[0023](5) DSP控制器使发电机转子励磁绕组电路简单、可靠性高、可升级性强、控制灵活，能够方便地在主控微机上通过RS232接口进行系统维护、调试、查询、诊断和修复。
[0024](6)凭借DSP控制器强大的运算能力和高速的运行速度，发电机转子励磁绕组能够采用复杂的控制策略和智能的控制方法，而不影响发电机组的动态响应。
[0025](7)通过传感器引入双馈风力发电机多变量反馈信号，能够进行不同类型的独立交流励磁调节，能保证系统运行在稳定区域。
【附图说明】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型:
[0027]图1是本实用新型基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置的结构示意图。
[0028]图2是本实用新型基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置的实施例2的结构示意图。
[0029]其中，图1至图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0030]主控微机1，DSP控制器2，通信模块21，PWM模块22，数模转换器23，模数转换器24，PID控制器3，传感器4，交流电量预处理电路5，滤波和运算放大电路51，偏置电路52，整流逆变模块6，SVPWM信号驱动模块61，死区保护模块62，HVIC驱动模块63，IGBT逆变驱动模块64，发电机转子励磁绕组7，双馈风力发电机8。
【具体实施方式】
[0031]本实用新型的核心为提供一种基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置，解决了参数不能调整，运行功能差，不能最大限度的利用风能，降低风力发电机的使用寿命，浪费能源的问题。
[0032]为了使本实用新型技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0033]实施例1:
[0034]图1是本实用新型基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置的结构示意图，本实用新型提供了一种基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置，包括:主控微机1、DSP控制器2、PID控制器3、传感器4、交流电量预处理电路5、整流逆变模块6、发电机转子励磁绕组7和双馈风力发电机8 ;主控微机1，一端与PID控制器3相连接，另一端通过通信接口与DSP控制器2相连接；PID控制器3，一端与DSP控制器2相连接，另一端与交流电量预处理电路5相连接；传感器4，一端与交流电量预处理电路5相连接，另一端与双馈风力发电机8相连接；整流逆变模块6，一端与DSP控制器2相连接，另一端与发电机转子励磁绕组7相连接，双馈风力发电机8与发电机转子励磁绕组7相连接。
[0035]实施例2:
[0036]图2是本实用新型基于PID控制器的双馈风力发电机励磁装置的实施例2的结构示意图。
[0037]如图2所示，在实施例1的基础上，本实施例中的交流电量预处理电路5还包括:滤波和运算放大电路51、偏置电路52，并且滤波和运算放大电路51分别与传感器4、偏置电路52相连接，偏置电路52另一端与PID控制器3相连接；整流逆变模块6还包括:SVPWM信号驱动模块61、死区保护模块62、HVIC驱动模块63和IGBT逆