[发明专利]一种风力发电用电压跌落发生器

权利要求书

1.一种风力发电用电压跌落发生器，其特征在于包括：上位机(8)、数据采集卡(9)、IGBT驱动与保护电路(10)、IGBT双向开关I(7-1)、IGBT双向开关II(7-2)、调压器(6)、电压霍尔传感器(11)、电流霍尔传感器(12)以及风电机组；其中风电机组由原动机(1)、齿轮箱(2)、励磁变频器(3)和双馈感应发电机(4)组成；数据采集卡(9)与上位机(8)和IGBT驱动与保护电路(10)相连；IGBT双向开关I(7-1)的输入端与调压器(6)的副边相连，IGBT双向开关II(7-2)输入端与调压器(6)的原边相连；IGBT双向开关I(7-1)和IGBT双向开关II(7-2)的输出端共同与双馈感应发电机(4)的定子以及励磁变频器(3)的进线端相连；励磁变频器(3)的出线端与双馈感应发电机(4)的转子相连；电压霍尔传感器(11)和电流霍尔传感器(12)安装在双馈感应发电机(4)的定子上；电压霍尔传感器(11)的信号输出端连接到数据采集卡(9)，电流霍尔传感器(12)的信号输出端与IGBT驱动与保护电路(10)和数据采集卡(9)相连；原动机(1)通过齿轮箱(2)驱动双馈感应发电机(4)。

2.根据权利要求1所述的风力发电用电压跌落发生器，其特征在于所述的数据采集卡(9)采用NI公司的USB M系列USB-6215，具有16路16位模拟输入，2路模拟输出，4路数字输入、4路数字输出和2个32位定时器/计数器。

3.根据权利要求1所述的风力发电用电压跌落发生器，其特征在于所述的IGBT双向开关I(7-1)和IGBT双向开关II(7-2)分别包括三个IGBT单相开关，每个IGBT单相开关由单相整流桥(D)、IGBT单管(T)、缓冲电阻(R)、缓冲电容(C)和压敏电阻(R_v)组成；单相整流桥(D)的正极与IGBT单管(T)的集电极C相连，负极与IGBT单管(T)的发射极E相连；缓冲电阻(R)与缓冲电容(C)串联之后再与压敏电阻(R_v)并联，并联之后的两端分别与单相整流桥(D)的正极和负极相连。

4.根据权利要求1所述的风力发电用电压跌落发生器，其特征在于所述的调压器(6)由三个单相调压器(TR)按Y-Δ接法构成。

5.根据权利要求1所述的风力发电用电压跌落发生器，其特征在于所述的IGBT驱动与保护电路(10)包括IGBT驱动电路、IGBT开通延时电路和IGBT过流保护电路；其中：

(i)IGBT驱动电路包括驱动芯片(U1)及相应的外围元件；驱动芯片(U1)的1脚和6脚之间接入第三稳压管(D3)，驱动芯片(U1)的1脚与第一稳压管(D1)和快速二极管(D2)串联电路的一端连接，驱动芯片(U1)的4脚和6脚之间接入电容C1和电容C2的串联电路，驱动芯片(U1)的5脚与驱动电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与电容C1和电容C2的接点之间接入第四稳压管(D4)和第五稳压管(D5)的反向串联电路，驱动芯片(U1)的8脚与第一光耦芯片(U4)的输入端相连；

(ii)IGBT开通延时电路包括非门逻辑芯片(U2)、或门逻辑芯片(U3)、电阻R11、电阻R12和电容C3、电容C4；非门逻辑芯片(U2)的1、3脚为与数据采集卡(9)的连接端，非门逻辑芯片(U2)的2脚与5、9脚以及或门逻辑芯片(U3)的1脚相连，电阻R11的两端分别与非门逻辑芯片(U2)的4脚和或门逻辑芯片(U3)的2脚相连，或门逻辑芯片(U3)的2脚通过电容C3接地，电阻R12的两端分别与非门逻辑芯片(U2)的8脚和或门逻辑芯片(U3)的5脚相连，或门逻辑芯片(U3)的5脚通过电容C4接地，或门逻辑芯片(U3)的6、3脚分别为与IGBT双向开关I(7-1)和IGBT双向开关II(7-1)的驱动信号连接端；非门逻辑芯片(U2)的6脚和或门逻辑芯片(U3)的4脚相连；

(iii)IGBT过流保护电路包括三相整流桥(D6)、比较器(U5)、第二光耦芯片(U6)、与非门芯片(U7)、复位按键(SW1)、锁存芯片(U8)、发光二极管(LED)以及相应的外围元件；比较器(U5)的1、2脚共同连接至第二光耦芯片(U6)的3脚，第二光耦芯片(U6)的6脚连接到与非门芯片(U7)的1脚，复位按键(SW1)接到与非门逻辑芯片(U7)的4脚，与非门逻辑芯片(U7)的2、3、6脚分别与6、5、10脚相连，发光二极管(LED)与电阻R7串联之后连接到电源+5V和与非门逻辑芯片(U7)的9脚之间，与非门逻辑芯片(U7)的8脚即为过流信号ERROR输出端，过流信号ERROR输出端连接到锁存芯片(U8)的1、19脚，锁存芯片(U8)的2、4、6脚为IGBT双向开关I(7-1)的驱动信号DRIVE I的输入端，锁存芯片(U8)的11、13、15脚为IGBT双向开关II(7-2)的驱动信号DRIVE II的输入端，锁存芯片(U8)的18、16、14、9、7、5脚分别为IGBT双向开关I(7-1)和IGBT双向开关II(7-2)中的IGBT单管(T)的驱动信号输出端；三相整流桥(D6)两个输出端分别与比较器(U5)的4、7脚相连；

上述的驱动芯片(U1)为M57962AL，非门逻辑芯片(U2)为74LS04，或门逻辑芯片(U3)为74LS32，第一、第二光耦芯片(U4、U6)为TLP559，比较器(U5)为LM339，与非门逻辑芯片(U7)为74LS00，锁存芯片(U8)为74LS244。