[发明专利]一种直流无刷同步风力发电机的励磁方法、装置及系统

权利要求书

1.一种直流无刷同步风力发电机的励磁方法，其特征在于，所述直流无刷同步风力发电机的励磁机与主发电机同轴连接；

所述方法包括：

步骤1：对交流输入电压整流，得到直流输入电压；

步骤2：检测得到所述主发电机的定子绕组输出的三相电压，对所述三相电压整流后得到直流输出电压；

步骤3：检测得到所述励磁机的励磁电压和励磁电流、主发电机定子绕组任意两相的输出电压、及发电机当前转速，结合所述步骤2中整流得到的直流输出电压、通过励磁电流内环控制和直流输出电压外环控制，得到PWM波；

步骤4：根据所述PWM波，对所述步骤1中得到的直流输入电压进行逆变后，再整流为直流励磁电压，输送至所述发电机的励磁机定子绕组。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中所述通过励磁电流内环控制和直流输出电压外环控制，得到PWM波，包括：

步骤31：将给定基准电压与所述步骤2中整流得到的直流输出电压相比较，并对比较结果进行增量式PI计算，得到第一计算结果；

步骤32：根据步骤3中检测得到的发电机当前转速，设定所述当前转速下所述直流输出电压的调节系数；

步骤33：将所述调节系数与步骤31中得到的第一计算结果相乘，得到励磁电流给定值；

步骤34：将所述励磁电流给定值与步骤3中检测得到的励磁电流相比较，并对比较结果进行增量式PI计算，得到需要的占空比值；

步骤35：根据所述占空比值产生相应脉冲宽度的PWM波。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中检测得到发电机当前转速，包括：

步骤301：检测得到主发电机定子绕组任意两相的输出电压；

步骤302：将所述输出电压转换为与所述输出电压周期相同的方波信号；

步骤303：获取所述方波信号的周期，得到所述发电机的周期；

步骤303：将所述发电机的周期转化为发电机的频率，根据所述发电机的频率，计算得到所述发电机的当前转速。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤41：根据所述PWM波，对所述步骤1中得到的直流输入电压进行逆变，得到交流电压；

步骤42：对所述逆变得到的交流电压降压和整流，得到直流励磁电压，输送至所述励磁机定子绕组。

5.一种直流无刷同步风力发电机的励磁装置，用于直流无刷同步风力发电系统，其特征在于，所述风力发电系统包括：励磁机与主发电机同轴的直流无刷同步风力发电机、以及变流器；

所述变流器具有三相不控整流电路，所述三相不控整流电路的输入端接主发电机定子绕组，用于对所述发电机的三相输出电压整流，输出直流输出电压至所述励磁装置；

所述励磁装置包括：第一整流电路、励磁功率输出部分、以及控制部分；

所述第一整流电路，用于对交流输入电压整流后，输出直流输入电压至所述励磁功率输出部分；

所述控制部分，检测得到所述励磁机的励磁电压和励磁电流、所述三相不控整流电路输出的直流输出电压、以及主发电机定子绕组任意两相的输出电压、以及发电机转速，通过励磁电流内环控制和直流输出电压外环控制，输出PWM波至所述励磁功率输出部分，调节所述励磁功率输出部分输送至所述发电机的励磁电流；

所述励磁功率输出部分，根据接收自所述控制部分的PWM波，对所述第一整流电路输出的直流输入电压进行逆变后，再整流为直流励磁电流，输出至发电机的励磁机定子绕组。