[发明专利]基于BUCK电路拓扑结构的电磁抱闸电源

说明书

本发明提供了一种基于BUCK电路拓扑结构的电磁抱闸电源，包括整流桥、控制系统、以及与控制系统连接的隔离电路、驱动电路、电压检测电路、电路检测电路、比较器、保护功能无触点开关元件和开关功能无触点开关元件。本发明所述电磁抱闸电源，可以实现高压启动抱闸、低压维持抱闸运行，节能并延长抱闸寿命。通过两个无触点开关元件可以有效保护抱闸，使得电磁抱闸电源更加安全可靠。当抱闸因长期运行而发生磨损时，控制系统会自动提高启动功率，确保抱闸正常运行，减小维护成本，延长抱闸使用寿命。

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种基于BUCK电路拓扑结构的电磁抱闸电源。

背景技术

风力发电机的刹车制动通常使用电磁抱闸来完成，然而电磁抱闸的启动需要一定的启动电压和维持电压。传统的电磁抱闸启动通常直接将高压加至抱闸，使抱闸达到启动电压吸合闸瓦，不会再进行抱闸端电压切换，导致传统电磁抱闸维持运行方案需要消耗大量的电能，造成能量的浪费。虽然传统的电磁抱闸整体电路结构简单，但缺乏必要的电路保护。具体为：

首先，抱闸启动后的维持电压实际上小于启动时所需电压，传统抱闸启动后的电压不再改变，其维持电压远大于所需电压，从而造成大量的能量浪费，增加成本。

其次，传统抱闸运行的主电路中缺乏必要的检测反馈与保护，一旦输入电压过压，很可能导致抱闸电流过大烧坏抱闸，造成事故。

第三，抱闸在长期运行过程中会出现磨损，导致启动所需功率提高，而传统电源并无自适应修正启动功率功能，需要更换电源或抱闸，操作复杂，对于风机抱闸维护成本较高。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于BUCK电路拓扑结构的电磁抱闸电源，耗能低，抱闸使用寿命长，具备良好的软硬件保护功能，有效保护后端抱闸及其他设备。

于是，本发明提供了一种基于BUCK电路拓扑结构的电磁抱闸电源，包括：整流桥、控制系统、以及与控制系统中PWM模块连接的隔离电路、与控制系统中ADC模块连接的用于检测整流桥输出电压的电压检测电路、与控制系统中ADC模块连接的用于检测整流桥输出电流的电流检测电路、与控制系统中逻辑控制模块及电压给定信号连接的比较器、与控制系统中通讯模块连接的风机主控制器，所述隔离电路的输出端与驱动电路连接、所述驱动电路的输出端分别与保护功能无触点开关元件和开关功能无触点开关元件连接，保护功能无触点开关元件和开关功能无触点开关元件彼此串联后保护功能无触点开关元件的一端与整流桥的正极输出端连接，开关功能无触点开关元件的一端为电磁抱闸电源的正极输出端，整流桥的负极输出端为电磁抱闸电源的负极输出端，比较器的输入端与电压检测模块的输出端连接。

其中，在所述开关功能无触点开关元件的一端串联熔断器后再作为电磁抱闸电源的正极输出端。

所述控制系统为STM32G03控制芯片、或者DSPF28335控制芯片、或者STM32F1 03控制芯片。

所述保护功能无触点开关元件和开关功能无触点开关元件为MOS管、或者IGBT管、或者GTR管。

当控制系统收到风机主控制器发出的启动抱闸信号时，设定启动抱闸的输出电压给定值，所述控制系统加载并执行：

步骤1，通过PWM模块发出驱动信号，驱动信号经过隔离电路、驱动电路驱动开关功能无触点开关元件通断，以实现降压斩波；

步骤2，控制系统通过ADC模块采集电磁抱闸电源的输出电压，并将电磁抱闸电源的电压输出值与所述设定的输出电压给定值进行比较，若不相等则通过修改PWM占空比方式以使输出电压维持在给定值上。

当控制系统收到风机主控制器发出的低压切换信号时，修改维持抱闸运行的输出电压给定值，所述控制系统加载并执行所述步骤1和步骤2。

所述控制系统加载并执行还包括：