风电变桨系统后备电源的充电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示了风电变桨系统后备电源的充电装置，包括整流滤波电路及功率开关电路，功率开关电路输出充电电压并与控制其工作的驱动电路耦合，驱动电路与控制回路中的微处理器耦合并接收微处理器的逻辑控制信号；还包括用于检测直流母线电压并换成微处理器可识别的电压信号的直流母线电压检测电路、用于检测充电电压并转变成微处理器可识别的信号充电电压检测电路以及用于检测充电电流并转变成微处理器可识别的信号充电电流检测电路。本充电装置通过采集数字和模拟信号，判断其运行状态是否正常，非正常时充电装置报警并切断充电输出，多种故障逻辑提高装置可靠性，充电输出控制智能、可靠。

【技术实现步骤摘要】
风电变桨系统后备电源的充电装置
本技术涉及充电装置，尤其涉及风电变桨系统后备电源的充电装置。
技术介绍
风力发电作为目前技术趋于成熟的可再生清洁能源，受到各国的广泛重视。变桨控制系统是风力发电系统中重要的组成部分，其主要功能是控制桨叶节距角随风速的大小进行自动调节，使发电机输出功率保持稳定。后备电源是变桨控制系统的重要组成部分，用以在风机发生严重故障时输出直流电直接驱动直流电机快速收回桨叶，从而保证风机安全。充电装置是变桨控制系统后备电源的关键部件之一，其在很大程度上保证了变桨系统后备电源部分作为变桨系统最后一道安全保障的顺利执行，从现在公开的文献来看，涉及变桨控制系统用后备电源充电装置的专利和资料十分有限，因此有必要设计一种性能优良、功能完善的变桨控制用后备电源充电装置。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种风电变桨系统后备电源的充电装置。本技术的目的将通过以下技术方案得以实现：风电变桨系统后备电源的充电装置，包括功率回路及控制所述功率回路的控制回路，所述功率回路包括将输入的交流电转变为直流母线电压的整流滤波电路，所述整流滤波电路连接功率开关电路，所述功率开关电路输出充电电压并与控制其工作的驱动电路的一端耦合，所述驱动电路的另一端与所述控制回路中的微处理器耦合并接收所述微处理器的逻辑控制信号；所述风电变桨系统后备电源的充电装置还包括直流母线电压检测电路，用于检测所述整流滤波电路产生的直流母线电压并通过分压电阻将直流母线电压按照比例变换成微处理器可识别的电压信号；直流母线电压检测电路；充电电压检测电路，用于检测所述功率开关电路输出的充电电压并通过阻容器件将充电电压转变成所述微处理器可识别的信号；充电电流检测电路，用于检测所述功率开关电路的充电电流并通过阻容器件将充电电流转变成所述微处理器可识别的信号。优选的，所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其中：所述功率开关电路包括第一功率开关器件、第二功率开关器件及变压器，所述第一功率开关器件的漏极接直流母线电压的正端，所述第一功率开关器件的源极接变压器原边的一端，所述第一功率开关器件的栅极接所述驱动电路；所述第二功率开关器件的漏极接所述变压器原边的另一端，所述第二功率开关器件的源极接直流母线电压的负端，所述第二功率开关器件的栅极接所述驱动电路；所述变压器的副边输出充电电压。优选的，所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其中：所述第一功率开关器件、第二功率开关器件均为N沟道场效应管。优选的，所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其中：所述直流母线电压检测电路包括一端与母线电压输入端连接的第一电阻，所述第一电阻的另一端接二极管的阳极，所述二极管的阴极连接依此串接的第二电阻、第三电阻及第四电阻，所述二极管和第二电阻之间还连接有第一电容，所述第一电容接地；所述第二电阻和第三电阻之间并联连接有第五电阻及第二电容，所述第五电阻及第二电容接地；所述第三电阻和第四电阻之间连接第三电容，所述第三电容接地；所述第四电阻的一端连接到第一运放器的正向输入端，所述第一运放器的反向输入端接所述第一运放器的输出端，所述第一运放器的输出端接第六电阻并从电压信号端输出检测电压信号。优选的，所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其中：所述充电电压检测电路包括一端与充电电压输入端连接的第七电阻，所述第七电阻的另一端连接依次串接的第八电阻、第九电阻、第十电阻，所述第九电阻及第十电阻之间连接并联的第五电容及第十一电阻，所述第五电容及第十一电阻接地，所述第九电阻连接第二运放器的正向输入端，所述第九电阻与第二运放器的正向输入端之间还连接第四电容，所述第四电容接地，所述第二运放器的反向输入端及输出端连接第十二电阻并从电压输出端输出检测电压信号。优选的，所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其中：所述充电电流检测电路包括第三运放器，所述第三运放器的正向输入端通过第十四电阻接数字地，所述第三运放器的正向输入端与第十四电阻之间还连接并联的第七电容及第十五电阻，所述第七电容及第十五电阻接地；所述第三运放器的反向输入端通过第十三电阻连接充电电流信号端；所述充电电流信号端及数字地之间还连接有第六电容；所述第三运放器的反向输入端与输出端之间还连接并联的第十六电阻及第八电容；所述第三运放器的输出端通过第十七电阻连接第四运放器的正向输入端，所述第十七电阻与所述第四运放器的正向输入端之间还连接第九电容，所述第九电容接地；所述第四运放器的反向输入端连接其输出端并通过第十八电阻接充电电流信号端。优选的，所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其中：所述控制回路基于所述微处理器，所述微处理器包括模拟信号采集单元，用于至少采集所述直流母线电压检测电路、充电电压检测电路及充电电流检测电路的模拟信号；通信单元，用于与上位机连接通信；数字信号采集单元，用于至少采集运行命令逻辑数字信号、故障复位逻辑数字信号、直流母线电压超过过压阈值数字信号或低于欠压阈值数字信号以及充电电压超过过压阈值数字信号；数字信号输出单元，用于根据充电装置的运行情况，输出对应的数字信号；脉冲宽度调制信号产生单元，用于根据实际后备电源电压以及充电电流，通过配套的软件算法产生控制充电电流及充电电压的调制信号。优选的，所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其中：所述模拟信号采集单元还采集温度监测设备采集的后备电源的温度，所述脉冲宽度调制信号产生单元还用于根据后备电源的实际温度产生控制温度补偿的调制信号。优选的，所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其中：所述通信单元通过串行通用接口与所述上位机连接通信。本技术技术方案的优点主要体现在：本专利设计精巧，结构合理，充电装置通过采集数字和模拟信号，判断其运行状态是否正常，非正常时充电装置报警并切断充电输出，多种故障逻辑提高装置可靠性，充电输出控制智能、可靠；本技术适合采用蓄电池作为后备电源的变桨控制系统，适于安全性、可靠性要求较高的场合应用。根据蓄电池温度信号实施控制方法实时调节温度补偿调制信号的脉冲宽度，保证了不同环境温度下充电装置输出最适宜的充电电压；可通过参数设置待充电蓄电池组电压，使充电装置能适配于设计范围和精度内的任一电压值的蓄电池组，提高了应用范围、环境适应性。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是微处理器的结构示意图；图3是本技术中功率回路的电路图；图4是本技术中直流母线电压检测电路的电路图；图5是本技术中充电电压检测电路的电路图；图6是本技术中充电电流检测电路的电路图。具体实施方式本技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本技术要求保护的范围之内。本技术揭示的风电变桨系统后备电源的充电装置，所述后备电源优选为蓄电池，如附图1所示，包括功率回路及控制所述功率回路的控制回路，所述功率回路包括与市电端连接并将输入的交流电转变为直流母线电压的整流滤波电路1，所述整流滤波电路1连接功率开关电路3，所述功率开关电路3输出充电电压，所述功率开关电路3与控制其通断的驱动电路4的一端耦合，所述驱动电路4本文档来自技高网...

【技术保护点】
风电变桨系统后备电源的充电装置，其特征在于：包括功率回路及控制所述功率回路的控制回路，所述功率回路包括将输入的交流电转变为直流母线电压的整流滤波电路(1)，所述整流滤波电路(1)连接功率开关电路(3)，所述功率开关电路(3)输出充电电压并与控制其工作的驱动电路(4)的一端耦合，所述驱动电路(4)的另一端与所述控制回路中的微处理器(5)耦合并接收所述微处理器(5)的逻辑控制信号；所述风电变桨系统后备电源的充电装置还包括直流母线电压检测电路(6)，用于检测所述整流滤波电路(1)产生的直流母线电压并通过分压电阻将直流母线电压按照比例变换成微处理器(5)可识别的电压信号；充电电压检测电路(7)，用于检测所述功率开关电路(3)输出的充电电压并通过阻容器件将充电电压转变成所述微处理器(5)可识别的信号；充电电流检测电路(8)，用于检测所述功率开关电路(3)的充电电流并通过阻容器件将充电电流转变成所述微处理器(5)可识别的信号。

【技术特征摘要】
1.风电变桨系统后备电源的充电装置，其特征在于：包括功率回路及控制所述功率回路的控制回路，所述功率回路包括将输入的交流电转变为直流母线电压的整流滤波电路(1)，所述整流滤波电路(1)连接功率开关电路(3)，所述功率开关电路(3)输出充电电压并与控制其工作的驱动电路(4)的一端耦合，所述驱动电路(4)的另一端与所述控制回路中的微处理器(5)耦合并接收所述微处理器(5)的逻辑控制信号；所述风电变桨系统后备电源的充电装置还包括直流母线电压检测电路(6)，用于检测所述整流滤波电路(1)产生的直流母线电压并通过分压电阻将直流母线电压按照比例变换成微处理器(5)可识别的电压信号；充电电压检测电路(7)，用于检测所述功率开关电路(3)输出的充电电压并通过阻容器件将充电电压转变成所述微处理器(5)可识别的信号；充电电流检测电路(8)，用于检测所述功率开关电路(3)的充电电流并通过阻容器件将充电电流转变成所述微处理器(5)可识别的信号。2.根据权利要求1所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其特征在于：所述功率开关电路(3)包括第一功率开关器件(G1)、第二功率开关器件(G2)及变压器(L)，所述第一功率开关器件(G1)的漏极接直流母线电压的正端，所述第一功率开关器件(G1)的源极接变压器(L)原边的一端，所述第一功率开关器件(G1)的栅极接所述驱动电路(4)；所述第二功率开关器件(G2)的漏极接所述变压器(L)原边的另一端，所述第二功率开关器件(G2)的源极接直流母线电压的负端，所述第二功率开关器件(G2)的栅极接所述驱动电路(4)；所述变压器(L)的副边输出充电电压。3.根据权利要求2所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其特征在于：所述第一功率开关器件(G1)、第二功率开关器件(G2)均为N沟道场效应管。4.根据权利要求1-3任一所述的风电变桨系统后备电源的充电装置，其特征在于：所述直流母线电压检测电路包括一端与母线电压输入端(T_VBUS)连接的第一电阻(R58)，所述第一电阻(R58)的另一端接二极管(D13)的阳极，所述二极管(D13)的阴极连接依此串接的第二电阻(R59)、第三电阻(R61)及第四电阻(R35)，所述二极管(D13)和第二电阻(R59)之间还连接有第一电容(C60)，所述第一电容(C60)接地；所述第二电阻(R59)和第三电阻(R61)之间并联连接有第五电阻(R63)及第二电容(C62)，所述第五电阻(R63)及第二电容(C62)接地；所述第三电阻(R61)和第四电阻(R35)之间连接第三电容(C64)，所述第三电容(C64)接地；所述第四电阻(R35)的一端连接到第一运放器(U6-A)的正向输入端，所述第一运放器(U6-A)的反向输入端接所述第一运放器(U6-A)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆卫丽，肖庆恩，陈志领，
申请(专利权)人：苏州格远电气有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32