[实用新型]一种风电变流器的闭环控制装置

摘要

本实用新型提供了一种风电变流器的闭环控制装置，包括第一采样单元、第一信号调理单元、第二采样单元、第二信号调理单元、数字处理单元、电平转换单元、IGBT驱动单元、隔离保护单元、CAN通信单元和电源单元。本实用新型通过对变流器的输出信号进行采样并反馈回波形接近正弦、谐波含量少、功率因数接近1的输入信号，实现了变流器的自适应调节，保证了直流母线电压的稳定，使变流器工作稳定可靠，转换效率高，其结构简单，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，控制方便，能够很好的满足双馈风力发电系统的要求。

主权项

1.一种风电变流器的闭环控制装置，其特征在于：包括第一采样单元、第一信号调理单元、第二采样单元、第二信号调理单元、数字处理单元、电平转换单元、IGBT驱动单元、隔离保护单元、CAN通信单元和电源单元；所述第一采样单元的输入端连接变流器，所述第一采样单元的输出端连接所述第一信号调理单元的输入端，所述第一采样单元采集所述变流器的交流电压和电流信号，输出交流电流信号；所述第一采样单元包括电流传感器、第一和第二运算放大器、第一～第三二极管和第一～第九电阻，其中所述电流传感器选用霍尔电流传感器CHB_50A，所述第一和第二运算放大器选用四运算放大器LM324，所述第一二极管为肖特基二极管；所述第一信号调理单元的输入端连接所述第一采样单元的输出端，所述第一信号调理单元的输出端连接所述数字处理单元的A/D口，所述第一信号调理单元对所述第一采样单元输出的所述交流电流信号进行处理，使其符合所述数字处理单元的所述A/D口对输入信号的要求；所述第一信号调理单元包括第三运算放大器、第四二极管、第十～第十六电阻、第一和第二电容，其中所述第三运算放大器选用四运算放大器LM324，所述第四二极管为肖特基二极管；所述第二采样单元的输入端连接直流母线，所述第二采样单元的输出端连接所述第二信号调理单元的输入端，所述第二采样单元采集所述直流母线的电压信号，输出直流电流信号；所述第二采样单元和所述第一采样单元具有相同的电路结构；所述第二信号调理单元的输入端连接所述第二采样单元的输出端，所述第二信号调理单元的输出端连接所述数字处理单元的所述A/D口，所述第二信号调理单元对所述第二采样单元输出的所述直流电流信号进行处理，使其符合所述数字处理单元的所述A/D口对输入信号的要求；所述第二信号调理单元和所述第一信号调理单元具有相同的电路结构；所述数字处理单元的输入端通过所述A/D口分别连接所述第一信号调理单元和所述第二信号调理单元的输出端，所述数字处理单元的输出端通过PWM口连接所述电平转换单元的输入端，所述数字处理单元对所述第一信号调理单元和所述第二信号调理单元输入的信号进行A/D转换和分析，输出3.3V的PWM脉冲驱动信号；所述电平转换单元的输入端连接所述数字处理单元的所述PWM口，所述电平转换单元的输出端连接所述IGBT驱动单元的输入端，所述电平转换单元将所述3.3V的PWM脉冲驱动信号转换为5V的PWM脉冲驱动信号，使其符合所述IGBT驱动单元对输入信号的要求；所述IGBT驱动单元的输入端连接所述电平转换单元的输出端，所述IGBT驱动单元的输出端连接所述隔离保护单元的输入端，所述IGBT驱动单元对所述5V的PWM脉冲驱动信号进行功率放大；所述IGBT驱动单元包括IGBT驱动器、IGBT管、第五～第十二极管、第三～第五电容和第十七～第十九电阻，其中所述IGBT驱动器选用快速型IGBT驱动专用模块EXB841；所述隔离保护单元的输入端连接所述IGBT驱动单元的输出端，所述隔离保护单元的输出端连接所述变流器，所述隔离保护单元将数字控制电路部分与所述变流器进行隔离，同时保护所述IGBT驱动单元；所述IGBT驱动单元通过所述隔离保护单元将放大的PWM信号反馈给所述变流器，实现对所述变流器的自适应调节；所述CAN通信单元的输入端连接所述数字处理单元的CAN口，所述CAN通信单元的输出端连接PLC工控机，所述数字处理单元通过所述CAN通信单元将采集的数据上传给所述PLC工控机，同时所述PLC工控机通过所述CAN通信单元对所述变流器的自适应调节过程进行控制；所述电源单元为系统其他各单元提供工作电压，所述电源单元包括电源、第一和第二稳压器、电感、第十一二极管、第六～第十电容和第二十电阻，其中所述电源为DC±15V，所述第一稳压器选用降压开关型集成稳压器LM2576S，所述第二稳压器选用单输出低压差稳压器TPS7333QP。