[实用新型]一种含通讯接口的小功率风电变流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电变流器技术领域，特别是一种含通讯接口的小功率风电变流器。

背景技术

近些年来，风力发电作为一种具有广泛应用前景的新能源技术得到大力发展。与此同时， 作为风力发电的关键技术之一，风电变流器因其可以实现宽风速范围内的变速恒频发电，提 高运行效率，提升风能利用率等优点，也越来越受到重视。而随着分布式能源、微网技术的 发展，针对民用的小功率风电变流器(一般为几千瓦)及其风电机组开始得到越来越多的应 用。

需要特别指出的是，民用的小功率风电变流器及其风电机组，往往以单台或者几台组网 的形式出现。同时，风机所发电通过风电变流器、变压器等设备，最终以单相交流电形式并 入民用用电进线端。而为了方便实现对于单台及多台风电变流器组网时的监测与控制，小功 率的风电变流器本身需包含控制单元和通信接口，方便上位机等对其进行监控。与民用的小 功率风电变流器相匹配的风机，为了减少齿轮箱等中间传动结构，往往采用直驱式永磁同步 发电机。

MODBUS协议已经成为工控领域全球最流行的标准，此协议支持传统的RS-232、RS-422、 RS-485和以太网设备，MODBUS协议的好处是其定义了控制器能够认识和使用的消息结构，并 没有规定物理层，也不管它们是经过何种网络进行通信的。因此，利用MODBUS协议作为小功 率风电变流器的通讯协议可以有效地降低成本，同时也方便对于使用MODBUS协议的不同设备 之间进行监控。

现有的风电变流器都是针对大功率风力发电设备，没有给出针对民用的小功率风电变流 器的具体实现方案。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种含通讯接口的小功率风电变流器，它能够提供基于MODBUS RTU协议的通讯接口，非常方便小功率风电变流器与工控机、PLC等设备连接，可实现远程监 控；此外，该小功率风电变流器还能够实现全时并网发电，满足实际民用要求。

本实用新型的技术方案是：一种含通讯接口的小功率风电变流器，其特征在于：它包括 三相全桥整流模块、全桥逆变模块、驱动微机模块、控制微机模块、通讯接口、触摸板和电 源模块；三相全桥整流模块一端与永磁同步发电机电性连接，另一端连接储能电容；全桥逆 变模块一端连接储能电容，另一端连接电网；驱动微机模块与三相全桥整流模块和全桥逆变 模块电性连接，用于产生PWM信号；控制微机模块与驱动微机模块电性连接，并通过通讯 接口连接上位机；触摸板与控制微机模块电性连接；电源模块一端连接电网，另一端连接储 能电容，可以使风电变流器全时并网，并用于为驱动微机模块和控制微机模块供电。

下面对上述技术方案进行进一步解释：

所述的一种含通讯接口的小功率风电变流器包括三相全桥整流模块，其由6个晶体管组 成，上下桥臂分别各使用三个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，永磁同步发电机引出的三相电接 到三相全桥整流模块三组桥臂的中点上。

所述的一种含通讯接口的小功率风电变流器包括全桥逆变模块，用于将直流电转换成单 相交流电，其由四个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)组成，上下桥臂分别各使用两个绝缘栅双 极型晶体管(IGBT)。

所述的一种含通讯接口的小功率风电变流器包括驱动微机模块，驱动微机模块用德州仪 器生产的TMS320X2812DSP，利用其EV模块负责三相全桥整流模块和全桥逆变模块PWM的产 生。

所述的一种含通讯接口的小功率风电变流器包括控制微机模块，控制微机模块用德州仪 器生产的TMS320X2808DSP，负责整个系统运行、保护，并通过通讯接口连接上位机。

所述的一种含通讯接口的小功率风电变流器包括通讯接口，通讯接口位于控制微机模块 上，通讯接口可以采用RS232或RS485，利用MODBUSRTU协议与上位机进行串口通讯。

所述的一种含通讯接口的小功率风电变流器包括电源模块，电源模块一端通过二极管不 控整流与电网连接。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型提供了一种利用MODBUSRTU协议的通讯接口，可以实现对风力发电机和 小功率风电变流器运行状态的实时监控，便于及时发现、排除故障，同时也可实现上位机对 控制微机模块的控制，在调试及下达命令时无需对变流器进行拆机操作，方便用户操作。