[实用新型]集成式变桨驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，特别涉及一种集成式变桨驱动系统。

背景技术

目前变桨系统用的交流驱动器，按输出电压可分为低压和高压两种。低压驱动器系统，逆变器的电流比较大，电磁干扰大，电机电压低；高压驱动器系统，多个电池(或电容)串联，电池(及电容器)均压较困难，电池系统的均压设计和容量检测增加了成本，且不能保证可靠性。另外，在紧急变桨时，随着电压的降低，驱动器母线电压也会随之下降，还会造成控制困难和输出交流电压降低。

鉴于这两种系统的缺点，另外考虑到相比而言大容量低压电池较多个电池串联可靠性要好，在一些设计中将电池升压。

目前的升压办法，采用的是分立系统，电池(或电容)经过分立的升压器接到驱动器母线上，电池充电采用单独的充电器进行充电，这种升压的方法由于升压器输出电压和驱动器母线电容电压不一样，会击穿它们之间的二极管，另外器件也较多，造成可靠性下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种成本低、升压稳定性好、可靠性高的集成式变桨驱动系统。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种集成式变桨驱动系统，包括整流模块、滤波模块、升压充电模块、电机控制模块以及后备电源，所述整流模块的输入端与三相电网相连，整流模块、滤波模块、升压充电模块、电机控制模块依次连接，电机控制模块的输出端与变桨电机相连，所述后备电源与升压充电模块相连。

所述升压充电模块包括第一IGBT、第二IGBT、第一二极管、第二二极管以及电感，所述第一二极管的一端与第一IGBT的源极相连，另一端与第一IGBT的漏极相连，所述第一IGBT的源极与第二IGBT的漏极相连，所述第二二极管的一端与第二IGBT的源极相连，另一端与第二IGBT的漏极相连，所述第二IGBT的漏极与电感的一端相连，所述电感的另一端与后备电源的一端相连，后备电源的另一端连接至所述第二IGBT的源极。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型将升压充电模块集成在驱动系统的内部，后备电源接在升压充电模块的升压功能输入端，同时利用升压充电模块的器件通过不同的控制方法对电池进行充电，这样不仅减少了元器件的数量，降低了成本，而且电池均压更容易，可靠性高，避免了二极管被击穿，提高了升压启动稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型包括整流模块1、滤波模块3、升压充电模块2、电机控制模块4以及后备电源5，所述整流模块1的输入端与三相电网相连，整流模块1、滤波模块3、升压充电模块2、电机控制模块4依次连接，电机控制模块4的输出端与变桨电机相连，所述后备电源5与升压充电模块2相连。

如图2所示，所述整流模块1为二极管整流桥；所述滤波模块3包括电阻31、电容32、电容33、开关34，开关34并接在电阻31两端，电阻31、电容32、电容33依次串联；所述升压充电模块2包括第一IGBT21、第二IGBT22、第一二极管23、第二二极管24以及电感25，所述第一二极管23的一端与第一IGBT21的源极相连，另一端与第一IGBT21的漏极相连，所述第一IGBT21的源极与第二IGBT22的漏极相连，所述第二二极管24的一端与第二IGBT22的源极相连，另一端与第二IGBT22的漏极相连，所述第二IGBT22的漏极与电感25的一端相连，所述电感25的另一端与后备电源5的一端相连，后备电源5的另一端连接至所述第二IGBT22的源极；电机控制模块4由IGBT三相桥的后面部分组成，所述后备电源5为低压大容量电池。

在正常变桨时，三相400VAC 交流电压通过整流模块1、电容32、电容33和后备电源5给变桨系统供电，驱动器的控制角度(或速度)由风机主控系统提供。当发生低电压时，后备电源5通过电感25、第一IGBT21和第二二极管24、电机控制模块4给变桨电机提供电源，保证了低电压穿越时变桨系统能够正常变桨。当发生紧急故障时，变桨系统由400VAC经整流逆变后给变桨电机供电，当电网400VAC失电时，由后备电源5经升压逆变后紧急变桨。当充电时，由第二IGBT22、第一二极管23和电感5构成充电电路，外部电网通过充电电路对电容进行充电。在风机启动前，对备用电源5进行恒流充电和恒压充电，当风机进入工作状态后，进行浮充，升压装置的安全开关串入安全链中，当备用电源电压5低于一定值时，系统紧急变桨。