[实用新型]转子电流控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于绕线式风力发电机组上的转子电流控制器。

背景技术

风力资源是一种可再生能源，常被人们用于风力发电。但风力资源很不稳定，从风力发电效率和设备使用寿命角度考虑，风力发电机组应根据风力状况改变转速，而目前一般采用变桨矩速度调节方法。但随着风力发电机组的单机容量越来越大，叶片重达数吨，大转动惯量不能快速跟踪风速的随机变化，这导致发电效率低，输出功率不稳定，以及设备承受较大的应力等问题，从而影响了发电机组的整体性能。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中发电机组输出功率不稳定，且机组整体性能差的问题，提供一种应用于绕线式异步风力发电机上的转子电流控制器。

本实用新型可以通过以下技术方案予以实现：一种转子电流控制器，包括控制单元、温度电流检测装置(PT100)、电流检测装置、三相整流桥(3)、IGBT开关电路(4)、IGBT驱动电路、限压保护电路(5)、过压保护电路(6)和附加转子电阻(2)；三相整流桥(3)的输入端接在绕线式发电机的转子绕组上，三相整流桥(3)的输出端构成直流母线(7)；IGBT开关电路(4)，限压保护电路(5)，过压保护电路(6)分别跨接在直流母线(7)两端；温度检测装置和电流检测装置的信号输出端与控制单元连接，IGBT开关电路(4)与IGBT驱动电路连接；控制单元与IGBT驱动电路连接，控制IGBT开关电路(4)的占空比，进而调节串入转子绕组的等效附加转子电阻(2)值，实现转子电流调节。

上述转子电流控制器中，所述的转子电流控制器的控制单元与外部控制器的信号通讯采用串行通信方式。所述三相整流桥(3)、IGBT开关电路(4)、限压保护电路(5)、过压保护电路(6)、控制单元、IGBT驱动电路和过压保护板封装在一个箱体内，温度检测装置(PT100)安置在箱体内，并检测箱体温度；箱体直接与附加转子电阻相连接，并随转子绕组转动。

所述IGBT开关电路(4)由IGBT驱动电路控制导通和关断；转子附加转子电阻(2)直接与绕线式异步发电机(1)的转子绕组串联，并随转子绕组转动；所述的IGBT驱动电路是IR2125型号IGBT专用驱动模块。

所述的IGBT开关电路(4)由三极管与二极管组成，所述的三极管的集电极和发射极跨接于所述直流母线(7)上，其基极接于IGBT驱动电路的输出端，二极管的阴极接于三极管的集电极，其阳极接于三极管的发射极。

本实用新型所述的速度检测装置为采用光电效应原理设计的转子转度测量装置。

本实用新型所述的电源采用旋转脉冲变压器，使外接电源传递到随转子旋转的控制器上，不用滑环装置。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：一、本实用新型通过控制串接在转子上的附加电阻值，从而实现在一定范围内(0％～10％)调节发电机输出功率的目的；二、对于频繁变化的风速，由转子电流控制器调节，可有效改善风力发电机组的性能。

附图说明

图1为本实用新型采用的脉冲变压器等效电路；

图2为本实用新型采用的旋转脉冲变压器示意图；

图3为本实用新型转子电流控制器的主功率电路图；

图4为本实用新型转子电流控制器的控制电路功能框图；

图5为具体实施方式中所涉及到的转速检测电路示意图。

具体实施方式

本实施方式中的转子电流控制器与变桨矩调节机构配合，应用于绕线式异步风力发电机组，转子电流控制器安装在发电机转子上，并随转子同轴同步旋转，根据风能状况，通过控制电力开关器件IGBT导通/关断的占空比，调节串入的平均电阻值，进而调节转差率，达到功率控制目的。

如图1、2所示，为本实用新型的脉冲变压器等效电路和旋转脉冲变压器示意图。其中，脉冲变压器等效电路由电阻R1、电感L1、电容C1、电感Ls、反馈电容C_F’和反馈电阻R_F’组成，连接关系如图1所示。旋转脉冲变压器的初级线圈8固定，次级线圈9可旋转，转子电流控制器的内部电路通过从上位控制器接入的24V电压供电，经旋转脉冲变压器传递给转子电流控制器部分，提供所需的+5V、+15V、-15V等级电压。脉冲变压器是一种电子变压器，其一次侧和二次侧同轴安装，并可以相对转动，采用接成多谐振荡器形式的555定时器驱动功率管作为脉冲输入。电源的内部电压变换选择采用LM2575系列开关稳压集成电路。