本发明专利技术公开一种双馈型风力发电机交流励磁控制电路及其控制方法，其控制电路包括：信号调理模块、中央数据处理模块、信号变换模块、变换器模块、状态监控及故障处理模块；其控制方法包括：１）信号采集阶段；２）将采集信号放大、整形和变为接受的信号阶段；３）对接受信号发出调节指令阶段。本发明专利技术有益效果：电路简单、输出触发脉冲安全可靠、控制精度高，提高稳定性和可靠性。利用芯片高速、高精度数据计算处理能力，克服普通单片机因处理速度限制而引起控制滞后和精度缺陷，使整个控制电路具有很好调节性能和灵敏性。能实现风力发电机变速恒频控制及有功、无功的独立调节控制，在稳定电压的同时提高有功功率输出，提高电网电能质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是双馈型风力发电机交流励磁电路及控制方法，特别涉及的是双馈型 风力发电机交流励磁控制电路及其控制方法。
技术介绍
现有技术双馈风力发电机组包括风机、发电机和发电机转子绕组连接的交流励磁 控制装置，此交流励磁控制装置内设交流励磁控制电路。目前已研究的双馈型风力发电 机交流励磁控制电路存在灵敏度不高、抗干扰能力差、实时性不好、硬件电路复杂、可 靠性低等缺点；并且传统的风力发电机控制电路缺乏对电力系统进行二次调频的能力； 传统控制电路在控制性能上难以满足现代大容量风力发电机的要求。因此，人们渴望出 现新型风力发电机交流励磁控制电路，克服上述现有技术的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，提供一种输出高功率因数，最大限度利用 风能资源，在参与电力电路二次调频的同时，提高电力系统的稳定性，速度快精度高的 解决上述技术问题的技术方案是一种双馈型风力发电机交流励磁控制电路，所述双馈型风力发电机交流励磁控制电 路包括信号调理模块、中央数据处理模块、信号变换模块、变换器模块、状态监控及 故障处理模块；所述信号调理模块的两个输入端分别连接变换器模块和外部传感器的输出端，信号调理模块的电压信号输出端和同步信号、风速信号、转换信号输出端连接中 央数据处理模块的输入端；所述中央数据处理模块的输出端连接信号变换模块的输入端， 中央数据处理模块的输出端双向连接风力发电机的桨距控制电路和风力发电机的控制面 板；所述信号变换模块的两个输出端分别连接变换器模块和状态监控及故障处理模块的 输入端；所述状态监控及故障处理模块的输入端连接变换器模块的输出端，状态监控及 故障处理模块的输出端连接中央数据处理模块的输入端；设置在电网、发电机转子和机 舱上外部传感器的输出端分别连接信号调理模块的输入端和状态监控及故障处理模块的 输入端。一种具有所述双馈型风力发电机交流励磁控制电路的控制方法，所述控制方法包括 如下阶段1).信号采集阶段外部传感器采集电网电压频率、风速、风力发电机的转速、 电压和电流信号；2).将采集信号进行放大、整形和变换为接受的信号阶段将上述采集 信号由信号调理模块进行放大、整形和变换，输出中央数据处理模块可接受的信号；3). 对接受信号发出调节指令阶段由中央数据处理模块接受信号电网电压频率、风速、 风力发电机的转速、电压和电流信号进行识别、判断和数据处理，并发出调节指令。本专利技术的有益效果是l.本专利技术硬件电路简单、输出触发脉冲安全可靠、实时控制精度高,可较大提高装置的稳定性和可靠性。2. 利用芯片的高速、高精度数据计算处理能力，克服普通单片机因处理速度限制而引 起的控制滞后和精度缺陷，使整个控制电路具有很好的调节性能和灵敏性。3. 本专利技术实现风力发电机的变速恒频控制及有功、无功的独立调节控制，在稳定电压 的同时提高有功功率输出，提高电网的电能质量。4. 本专利技术能实时监测电网频率参与电力电路的频率调节，特别适用于无人值守运行的 场合，提高电力电路的稳定性。5. 本专利技术集当前电力电子技术、微电子技术和软件编程于一身，应用最新电机控制理 论，改善了风力发电机的运行性能。附图说明图1是本专利技术控制电路连接框图2是图1中信号调理模块和中央数据处理模块连接框图3是图1中央数据处理模块内部模块连接框图4是图1中信号变换模块内部电路连接框图5是图1中变换器模块内部电路连接框图6是图1中状态监控及故障处理模块内部电路连接框图。《附图中序号说明》1:信号调理模块 2:中央数据处理模块 3:信号变换模块 4:变换器模块5:状态监控及故障处理模块 6:外部传感器 7:风力发电机的桨距控制电路8:风力发电机的控制面板9:风力发电机转子绕组11:电压、电流交流采样前端电路 12:频率方波变换电路13:转速反馈接口电路 14:风速采集接口电路21: A/D模块 22:捕获模块 23: PWM模块 24:事务管理模块25: CAN总线接口 26:串行通讯接口电路7:CPU 28:电源管理电路30:晶振电路 29:数据总线驱动电路31:光电隔离电路 32:功率放大电路33:隔离电源电路 34:电信号转光信号电路 35: IGCT过流检测电路36:EXB641驱动器 41:电网 42:定子侧变换器 43:转子侧变换器44:直流侧 45:过流、过热检测传感器 46:过压、欠压检测传感器47: IGCT缓冲电路I 48: IGCT缓冲电路II51:直流侧过流检测电路52:直流侧过热检测电路 53:直流侧过压检测电路 54:直流侧欠压检测电路55:交流电源缺相检测电路56: IGCT过流检测通道 61:电压电流互感器62:电压互感器 63:光电编码器 64:风速传感器100:双馈型风力发电机交流励磁控制电路具体实施例方式下面结合附图对本专利技术实施例进一步详述。如图1所示，本专利技术提供一种双馈型风力发电机交流励磁控制电路，所述双馈型风力发电机交流励磁控制电路100包括信号调理模块l、中央数据处理模块2、信号变换 模块3、变换器模块4、状态监控及故障处理模块5;所述信号调理模块1的两个输入端分别连接变换器模块4和外部传感器6的输出端，信号调理模块l的电压信号输出端和同步信号、风速信号、转换信号输出端连接中央数据处理模块2的输入端；所述中央数据处理模块2的输出端连接信号变换模块3的输入端，中央数据处理模块2的输出端双 向连接风力发电机的桨距控制电路7和风力发电机的控制面板8;所述信号变换模块3 的两个输出端分别连接变换器模块4和状态监控及故障处理模块5的输入端；所述状态 监控及故障处理模块5的输入端连接变换器模块4的输出端，状态监控及故障处理模块5 的输出端连接中央数据处理模块2的输入端；设置在电网、发电机转子和机舱上外部传 感器6的输出端分别连接信号调理模块1的输入端和状态监控及故障处理模块5的输入Jf山顿。如图2所示，所述信号调理模块l包括电压、电流交流采样前端电路ll、频率方 波变换电路12、转速反馈接口电路13和风速采集接口电路14。所述电压、电流交流采 样前端电路ll的输入端连接外部传感器6内的电压电流互感器61的输出端，电压、电 流交流采样前端电路ll的输出端连接中央数据处理模块2内的A/D模块21的输入端； 外部传感器6内的电压互感器62、光电编码器63和风速传感器64的输出端分别连接频 率方波变换电路12、转速反馈接口电路13和风速采集接口电路14的输入端；频率方波 变换电路12、转速反馈接口电路13和风速采集接口电路14的输出端均连接中央数据处 理模块2内的捕获模块22的输入端。如图3所示，所述中央数据处理模块2是德州仪器公司生产的型号为TMS320F28355 的芯片，中央数据处理模块2包括CPU27、 A/D模块21、捕获模块22、脉宽调制模块 23、事务管理模块24、 CAN总线接口 25和串行通讯接口电路26、电源管理电路28、晶 振电路30、数据总线驱动电路29。所述A/D模块21和捕获模块22的输入端连接信号调 理模块1的输出端，A/D模块21和捕获模块22的输出端双向连接CPU27;脉宽调制模 块23的输出端连接信号变换模块3的输入端，脉宽调制模块23的输入端连接CPU27; 事务管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双馈型风力发电机交流励磁控制电路，其特征在于，所述双馈型风力发电机交流励磁控制电路（１００）包括：信号调理模块（１）、中央数据处理模块（２）、信号变换模块（３）、变换器模块（４）、状态监控及故障处理模块（５）；所述信号调理模块（１）的两个输入端分别连接变换器模块（４）和外部传感器（６）的输出端，信号调理模块（１）的电压信号输出端和同步信号、风速信号、转换信号输出端连接中央数据处理模块（２）的输入端；所述中央数据处理模块（２）的输出端连接信号变换模块（３）的输入端，中央数据处理模块（２）的输出端双向连接风力发电机的桨距控制电路（７）和风力发电机的控制面板（８）；所述信号变换模块（３）的两个输出端分别连接变换器模块（４）和状态监控及故障处理模块（５）的输入端；所述状态监控及故障处理模块（５）的输入端连接变换器模块（４）的输出端，状态监控及故障处理模块（５）的输出端连接中央数据处理模块（２）的输入端；设置在电网、发电机转子和机舱上外部传感器（６）的输出端分别连接信号调理模块（１）的输入端和状态监控及故障处理模块（５）的输入端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马幼捷，张继东，周雪松，王新志，李显冰，尹向前，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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