專利名稱：可適應(yīng)變化力矩的永磁風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)頻控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)，特別是涉及一種能 夠穩(wěn)定輸出電壓頻率的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，在節(jié)約能源和保護環(huán)境的大趨勢下，風(fēng)力發(fā)電事業(yè)得到 了迅速發(fā)展。眾所周知，風(fēng)力發(fā)電的核心部件，即，風(fēng)力發(fā)電機是 由風(fēng)能帶動槳葉旋轉(zhuǎn)，進而帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使線圏切割磁力線產(chǎn)生 電流。當(dāng)繞組線圈匝數(shù)和磁場強度都固定時，風(fēng)力發(fā)電機的電壓頻 率與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速率成正比。因此，只要轉(zhuǎn)速恒定，風(fēng)力發(fā)電機的
電壓頻率就能維持不變。然而，經(jīng)常發(fā)生的情況是，隨著風(fēng)能發(fā)生 變化，其對槳葉的推動力也將不斷發(fā)生改變，進而影響了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 動速率，致使發(fā)電機的電壓頻率發(fā)生變化。因此，如何獲得穩(wěn)定的 電壓頻率是目前需要解決的技術(shù)問題。
目前，常用的穩(wěn)定發(fā)電機輸出電壓頻率的方法是將發(fā)電機發(fā)出的 頻率變化的交流電首先通過整流器整流成直流電，然后再通過逆變 器將直流電變換為恒定頻率的交流電。這種方法雖然能夠使發(fā)電機 的電壓頻率穩(wěn)定，但是，其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴，在發(fā)電機組 成本中占有相當(dāng)比例。

實用新型內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一 種可適應(yīng)變化力矩的永磁風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根 據(jù)風(fēng)力的實際變化控制繞組開關(guān)的開啟與閉合，從而可以控制定子繞組的接通數(shù)量，由此使發(fā)電機在將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程中直接得到穩(wěn)定的電壓頻率。
本實用新型的目的是通過采用如下的技術(shù)方案得以實現(xiàn)的一種可適應(yīng)變化力矩的永磁風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括用于檢測開關(guān)陣列狀態(tài)、檢測發(fā)電機電參數(shù)和控制定子繞組通斷的控制箱，以及用于控制所述控制箱運行的工控機。工控機包括用于監(jiān)控發(fā)電機、控制箱及開關(guān)陣列模塊的運行狀態(tài)的控制模塊、用于采集開關(guān)狀態(tài)信號并輸出開關(guān)控制信號的控制信號采集模塊和用于采集發(fā)電機電信號的電信號采集模塊?？刂葡浒ㄓ糜诳刂评@組接通個數(shù)的開關(guān)陣列模塊、用于檢測發(fā)電機電參數(shù)的發(fā)電機電信號檢測模塊。
在該控制系統(tǒng)內(nèi)，發(fā)電機的待檢測電參數(shù)經(jīng)過開關(guān)陣列模塊輸入到所述發(fā)電機電信號檢測模塊，發(fā)電機電信號檢測模塊的信號輸出端均與工控機內(nèi)的電信號采集模塊的信號輸入端相連，電信號采集模塊的輸出端與控制模塊的信號輸入端相連，控制模塊內(nèi)的控制器對輸入信號進行處理，并將開關(guān)控制信號通過控制信號采集模塊傳輸至開關(guān)陣列模塊，用于控制開關(guān)的開啟與閉合。
本實用新型通過將發(fā)電機的每一個定子繞組與單獨的開關(guān)相連，可由控制系統(tǒng)控制發(fā)電機實現(xiàn)多級負載的要求。另外，本實用新型的控制系統(tǒng)內(nèi)采用ADRC，由此可以準(zhǔn)確控制每一個開關(guān)的開啟與閉合，進而控制定子中接通繞組的個數(shù)，這樣可以控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對發(fā)電機輸出電壓頻率的調(diào)整，并使發(fā)電機的輸出電壓頻率維持在一個穩(wěn)定的數(shù)值。同時，由于利用了本實用新型的發(fā)電機在將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程中能夠直接得到穩(wěn)定的電壓頻率，無變頻器的設(shè)計大大降低了風(fēng)力發(fā)電的裝機成本。


圖1是陣列式穩(wěn)頻永磁風(fēng)力發(fā)電機的整體結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中所示陣列式穩(wěn)頻永磁風(fēng)力發(fā)電機去掉端蓋時的定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖3是圖1中所示陣列式穩(wěn)頻永磁風(fēng)力發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子陣列結(jié)構(gòu)示意圖4是圖3中所示陣列結(jié)構(gòu)的一組定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖5是根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例的可適應(yīng)變化力矩的永磁風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)頻控制系統(tǒng)示意圖6是利用開關(guān)對定子繞組進行開啟或者閉合控制的電路結(jié)構(gòu)示意圖；以及
圖7是發(fā)電機的穩(wěn)頻控制系統(tǒng)的控制流程圖。
附圖標(biāo)記
1電才幾軸；2定子；3轉(zhuǎn)子；21繞組；31 ;^,茲體；4電枳』
殼；
5固定部；6工控才幾；7控制箱；8風(fēng)力發(fā)電才幾；9開關(guān)；61控制模塊；62電信號采集模塊；63控制信號采集模塊；71風(fēng)力發(fā)電機電壓頻率檢測模塊；72開關(guān)陣列模塊；73開關(guān)檢測模塊。
具體實施方式
下面將根據(jù)附圖對本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點以及優(yōu)選實施方式進4亍詳細i兌明。
圖1示出了陣列式穩(wěn)頻永磁風(fēng)力發(fā)電機的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了圖1中所示風(fēng)力發(fā)電機去掉端蓋時的定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。從以上兩圖中可見，該陣列式穩(wěn)頻永磁風(fēng)力發(fā)電機包括定子2和分別安裝在其兩端的兩個端蓋4,該定子2和兩個端蓋4圍成一個腔體，其上共軸線地設(shè)置定子2的電機軸1從該腔體內(nèi)向外突出。在該電機軸1上還安裝有轉(zhuǎn)子3,而且該轉(zhuǎn)子3套接于定子2內(nèi)。
在本實施例中，定子2的外周上設(shè)有多個用于將其固定在塔架上的固定部5。并且，電機殼4上開設(shè)有多個通孔，該通孔用于將發(fā)電機工作時產(chǎn)生的熱量及時散出，有利于發(fā)電機的正常工作。圖3示出了陣列式穩(wěn)壓永磁風(fēng)力發(fā)電機的定子2和轉(zhuǎn)子3的陣列結(jié)構(gòu)，由于本實用新型的定子2和轉(zhuǎn)子3采用陣列式結(jié)構(gòu)，根據(jù)風(fēng)力的大小，可以對定子2和轉(zhuǎn)子3陣列的工作方式進行粗調(diào)，即，可以根據(jù)實際需要使只有若干組定子2工作，也可以使多組定子2
同時工作。這樣，可以保證發(fā)電機8在不同的風(fēng)力條件下能夠具有差別不大的轉(zhuǎn)速，進而能夠產(chǎn)生在誤差允許范圍內(nèi)相同的電壓頻率，為后續(xù)的并網(wǎng)創(chuàng)造有利條件。
從圖中可見，定子2、轉(zhuǎn)子3以及電機軸1具有相同的軸心，轉(zhuǎn)子2固定于電機軸1上且套接于定子2內(nèi)，其可由電機軸1帶動而在定子2內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在本實施方式中，定子2和轉(zhuǎn)子3的數(shù)量均為4個，但亦可實施為其他的數(shù)量。
圖4示出了一組定子2和轉(zhuǎn)子3的結(jié)構(gòu)。具體而言，在轉(zhuǎn)子3的外圓周上;t姿照預(yù)定間隔均勻地i殳置有多個7lof茲體31，而在定子2的內(nèi)圓周上按照預(yù)定間隔均勻地設(shè)置有多個繞組21。該永磁體31和繞組21均沿轉(zhuǎn)子3和定子2的徑向設(shè)置，且中心線都通過電機軸l的軸心。本實用新型的繞組21的個數(shù)為3的倍數(shù)，將所有繞組21按照1, 2， 3......的順序編號，序號被3除后余數(shù)相等的所有繞組
21之間均以并聯(lián)方式連4妄成一組，在所有的組與組之間以串聯(lián)方式連接，并且在每個繞組21上均設(shè)置有可由外部電控系統(tǒng)控制實現(xiàn)開啟與閉合的開關(guān)。
在本實施方式中，永磁體31為"U"型寬溫釹鐵硼永磁體，繞組21為纏繞在"U"型軛鐵的線圈繞組。所有繞組21的導(dǎo)線纏繞方式和線圈數(shù)目均相等，并且，在本是實施方式中，所有的繞組21均為獨立的一個線圏，^f旦亦可實施為由多個子繞組串聯(lián)而成。
在本實用新型中，定子2上繞組21的數(shù)目為36個，轉(zhuǎn)子3上永磁體31的數(shù)目為24個。當(dāng)風(fēng)能帶動槳葉運動進而帶動電機軸2旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子3也將隨電機軸2—起在定子2內(nèi)旋轉(zhuǎn)。由于繞組21在定子2上、永磁體31在轉(zhuǎn)子3上都是均勻分布的，因此，在轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)過程中，同時有12對繞組21和永》茲體31相遇，即，定子2和轉(zhuǎn)子3的耦合度為12。如果當(dāng)次耦合瞬間對應(yīng)的定子繞組21編號 為sl, s4，…，s34,下一次耦合瞬間對應(yīng)的定子繞組21編號為s2, s5，…，s35,再一次耦合瞬間對應(yīng)的定子繞組21編號為s3, s6，…，s36， 這樣，當(dāng)發(fā)生三次耦合后，所有的定子繞組21均與永磁體31相遇 過，完成一個循環(huán)過程。當(dāng)轉(zhuǎn)子3繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，耦合瞬間對應(yīng)的定 子繞組21的編號又恢復(fù)到sl， s4，…，s34,由此開始了下一個循環(huán)過 程。
在本實施方式中，轉(zhuǎn)子永磁體31與定子繞組21相遇時，由于繞 組21的線圈切割磁力線，因此能夠產(chǎn)生周期為T的正弦波電流，并 且轉(zhuǎn)子3與定子2發(fā)生前后兩次耦合的時間間隔為T/3,這樣，編號 為sl， s4，…，s34的繞組產(chǎn)生電流的相位與編號為s2, s5,…，s35的繞 組產(chǎn)生電流的相位就相差120度。因此，可以4巴編號為sl, s4，…，s34 的繞組21并聯(lián)作為三相電中的第一相，把編號為s2, s5，…，s35的繞 組21并聯(lián)作為三相電中的第二相，4巴編號為s3, s6,…,s36的繞組 21并聯(lián)作為三相電中的第三相，由此便產(chǎn)生了三相電。本實用新型 的永磁體31與定子繞組21并不限于數(shù)量為(24、 36)的組合，只 要是滿足永磁體31與定子繞組21的數(shù)量比值為2/3的其他組合，均 可以在本實用新型中實施。
圖5示出了根據(jù)本實用新型的一種優(yōu)選實施例的可適應(yīng)變化力 矩的永磁風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)頻控制系統(tǒng)示意圖。該穩(wěn)頻控制系統(tǒng)包括用 于檢測開關(guān)陣列狀態(tài)、檢測發(fā)電機電參數(shù)和控制定子繞組通斷的控 制箱7,以及用于控制控制箱運行的工控機6。該工控機6包括用于 監(jiān)控發(fā)電機8、控制箱7及開關(guān)陣列模塊72的運行狀態(tài)的控制模塊 61、用于采集開關(guān)狀態(tài)信號并輸出開關(guān)控制信號的控制信號采集卡 模塊62和用于采集發(fā)電機8的電信號的電信號采集模塊63?？刂葡?7包括用于控制繞組21接通個數(shù)的開關(guān)陣列模塊72、用于檢測發(fā)電 機8的電參數(shù)的發(fā)電機電信號檢測模塊。
在本實施方式中，開關(guān)陣列模塊72上的開關(guān)為雙向開關(guān)晶閘管。 發(fā)電機的待檢測電參數(shù)為發(fā)電機的電壓頻率。發(fā)電機電信號檢測模發(fā)電機8的電壓頻率信號經(jīng)過開關(guān)陣列模塊72輸入到發(fā)電機電 壓頻率檢測模塊71,發(fā)電機電壓頻率檢測模塊71的信號輸出端均與 工控機6的電信號采集模塊62的信號輸入端相連，而電信號采集模 塊卡62的輸出端與控制模塊61的信號輸入端相連。這樣，通過電 信號釆集模塊62，發(fā)電機8的電壓頻率信號得以傳輸至控制模塊61。 在控制模塊61的內(nèi)部采用ADRC對輸入信號進行處理，得到開關(guān)控 制信號，并將該開關(guān)控制信號傳輸至開關(guān)陣列模塊72，用于控制開 關(guān)的開啟與閉合。其中，ADRC技術(shù)請參看本申請人曾申請的題為 "磁懸浮抗震控制器及其控制方法"且公開號為CN101077694A的 專利申請，該專利申請中的內(nèi)容可以作為本申請內(nèi)容的補充。
除上述的描述以外，控制箱7還進 一 步包括用于檢測開關(guān)的狀態(tài) 的開關(guān)檢測模塊73,該開關(guān)檢測模塊73的信號輸入端與開關(guān)陣列模 塊72的開關(guān)狀態(tài)輸出端相連，其信號輸出端通過控制信號采集模塊 63將開關(guān)狀態(tài)信號輸送至工控機6內(nèi)的控制模塊61。
此外，在控制箱7內(nèi)的發(fā)電機電壓頻率檢測模塊71上設(shè)有交流 電壓互感器，該交流電壓互感器首先將發(fā)電才幾電壓4姿比例下降后， 該電壓頻率檢測模塊71再進行檢測并采樣。
當(dāng)發(fā)電機8工作時，如果風(fēng)力發(fā)生變化，則其對發(fā)電機槳葉的推 動力也將不斷發(fā)生改變。為了保證發(fā)電機8的輸出電壓頻率恒定， 就要求轉(zhuǎn)子時刻保持恒定的轉(zhuǎn)速。這就要求發(fā)電機的阻力矩必須時 刻隨風(fēng)力的變化進行調(diào)整當(dāng)風(fēng)力變大時，發(fā)電機的阻力矩相應(yīng)變 大；反之，發(fā)電機的阻力矩隨風(fēng)力的變小而減小。
當(dāng)風(fēng)力變大時，風(fēng)力對槳葉的推動力加大，轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)速提高， 發(fā)電機8的輸出電壓頻率增大。此時，發(fā)電機8的電壓信號經(jīng)過開 關(guān)檢測模塊73傳輸至開關(guān)陣列模塊72,再傳入發(fā)電機電壓頻率檢測 模塊71，經(jīng)過該發(fā)電機電壓頻率檢測模塊71取樣并將取樣信號傳輸 至電信號釆集模塊62,經(jīng)過該電信號采集模塊62將取樣的發(fā)電機電 壓頻率傳輸至控制模塊61的內(nèi)部。在本實施例中，控制模塊61內(nèi)采用了 ADRC對輸入的發(fā)電機8的電壓頻率信號進行處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn) 發(fā)電機8上的電壓頻率高于額定值時，發(fā)出增大發(fā)電機阻力矩的命 令，即，通過控制信號采集模塊63向開關(guān)陣列模塊72傳輸信號， 增加閉合開關(guān)的數(shù)量，進而增多開通的定子繞組21的數(shù)量，使發(fā)電 機的阻力矩增大，轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)速降低，由此使得發(fā)電機8的輸出電 壓頻率降低。
當(dāng)發(fā)電機8的電壓頻率與額定值在誤差允許的范圍內(nèi)相等時，控 制模塊61不再發(fā)出增大或減小發(fā)電機阻力矩的命令，從而使開通的 繞組21的數(shù)量恒定，進而使發(fā)電機轉(zhuǎn)動力矩和阻力矩維持平tf,因 此保證了轉(zhuǎn)子3有恒定的轉(zhuǎn)速，進而產(chǎn)生恒定的電壓頻率。
圖6示出了利用開關(guān)8對定子繞組21進行開啟或者閉合控制的 模塊結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施方式中，定子繞組21的開關(guān)8為雙向開 關(guān)晶閘管，且該雙向開關(guān)晶閘管的數(shù)量與定子繞組21的數(shù)量相等。 每個雙向開關(guān)晶閘管與一個繞組21相連，用于控制該繞組21的開 啟與關(guān)閉。雙向開關(guān)晶閘管的陽極與繞組21連接，其陰極經(jīng)過負載 電阻接地，由此形成一個閉合回路?？刂颇K61經(jīng)過ADRC輸出的 控制命令傳輸至控制信號采集模塊63的信號輸入端，并經(jīng)該控制信
號采集模塊63將控制命令傳輸至雙向開關(guān)晶閘管，進而控制該雙向 開關(guān)晶閘管的開啟與閉合，從而實現(xiàn)了發(fā)電機8的定子繞組21的切 斷與開通，調(diào)整了發(fā)電機8的轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)動阻力矩，進而調(diào)整了轉(zhuǎn) 子3的轉(zhuǎn)動速度，也即調(diào)整了發(fā)電機8輸出電壓的頻率。
圖7為發(fā)電機的穩(wěn)頻控制系統(tǒng)的控制流程圖。其包括如下步驟
第一步接通工控機6和控制箱7的電源；
第二步控制箱7內(nèi)的開關(guān)檢測模塊73檢測開關(guān)陣列模塊72 上的開關(guān)狀態(tài)，并把檢測信號通過控制信號采集模塊63傳輸至工控 機6的控制模塊61內(nèi)；
第三步控制箱7內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電機電壓頻率檢測模塊71檢測發(fā) 電機8的電壓頻率，并把發(fā)電機電壓頻率的采樣值通過電信號采集 模塊62傳輸至工控機6的控制模塊61內(nèi)；第四步控制模塊61根據(jù)電信號采集模塊62傳輸來的風(fēng)力發(fā)電 機的電壓頻率采樣值、以及電壓頻率的額定值，通過其內(nèi)的控制器 對發(fā)電機8的電壓頻率進行控制，使之保持與額定值在誤差允許的 范圍內(nèi)一致。
當(dāng)進行穩(wěn)頻控制時，首先開啟工控機6和控制箱7的電源，然后， 控制箱7的開關(guān)檢測模塊73檢測開關(guān)陣列模塊72上開關(guān)9的狀態(tài)， 并把檢測信號通過控制信號采集模塊63傳輸至工控機6的控制模塊 61內(nèi)。
與此同時，在控制箱7內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電機電壓頻率檢測模塊71檢 測發(fā)電機8的電壓頻率值并采樣。該采樣值通過電信號采集模塊62 傳輸至控制模塊61內(nèi)?？刂颇K61內(nèi)的控制器根據(jù)發(fā)電機8的電 壓頻率和額定值的比較值發(fā)出控制命令，從而實現(xiàn)了發(fā)電機電壓頻
率的穩(wěn)定。
在本實施方式中，控制模塊61內(nèi)的控制器為ADRC,其控制步 驟包括
安排過渡過程步驟將電壓頻率的額定值作為設(shè)定值，生成 ADRC的過渡過程中間變量；
擴張狀態(tài)觀測步驟將發(fā)電機8的電壓頻率作為被控輸出值，將 開關(guān)9的導(dǎo)通個數(shù)作為控制量，生成ADRC的系統(tǒng)估計中間變量；
控制量生成步驟據(jù)過渡過程中間變量和系統(tǒng)估計中間變量最 終生成實際控制量。
當(dāng)進行穩(wěn)頻控制時，將電壓頻率的額定值作為設(shè)定值輸入ADRC 的安排過渡過程裝置，生成過渡過程中間變量，將接收到的風(fēng)力發(fā) 電機8的電壓頻率和開關(guān)檢測模塊檢73測到的開關(guān)9的導(dǎo)通個數(shù)分 別作為ADRC的被控輸出值和控制量，然后將它們輸入擴張狀態(tài)觀 測器，生成系統(tǒng)估計中間變量。最后將過渡過程中間變量和該系統(tǒng) 估計中間變量共同輸入控制量生成器生成發(fā)電機的新的控制量，即， 開關(guān)陣列模塊72中的開關(guān)9的導(dǎo)通個數(shù)。具體的控制命令是當(dāng)發(fā) 電機8的電壓頻率低于額定值時，控制模塊61向開關(guān)陣列模塊72上的雙向開關(guān)晶閘管發(fā)出開啟信號，使其開啟，從而關(guān)斷定子繞組
21;若發(fā)電機8的電壓頻率高于額定值時，控制模塊61向開關(guān)陣列 模塊72上的雙向開關(guān)晶閘管發(fā)出閉合信號，使晶閘管關(guān)閉，接通定 子繞組21。
經(jīng)過上述過程，ADRC完成了一次運算。如果此時發(fā)電機8的電 壓頻率和額定值的差距大于誤差允許的范圍，ADRC將進行下一次
循環(huán)控制，直至發(fā)電機8的電壓頻率和額定值的差距在誤差允許的 范圍內(nèi)，此時，定子繞組21的接通個數(shù)穩(wěn)定，發(fā)電機的電壓頻率穩(wěn) 定。
以上所4皮露的僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，當(dāng)然不能以此來限 定本實用新型的權(quán)利保護范圍?？梢岳斫猓罁?jù)本實用新型所附權(quán)
利要求中限定的實質(zhì)和范圍所作的等同變化，仍屬于本實用新型所 涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.一種可適應(yīng)變化力矩的永磁風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于檢測開關(guān)陣列狀態(tài)、檢測發(fā)電機電參數(shù)和控制定子繞組通斷的控制箱，以及用于控制所述控制箱運行的工控機，其特征在于，所述工控機包括用于監(jiān)控發(fā)電機、控制箱及開關(guān)陣列模塊的運行狀態(tài)的控制模塊、用于采集開關(guān)狀態(tài)信號并輸出開關(guān)控制信號的控制信號采集模塊和用于采集發(fā)電機電信號的電信號采集模塊，所述控制箱包括用于控制繞組接通個數(shù)的開關(guān)陣列模塊、用于檢測發(fā)電機電參數(shù)的發(fā)電機電信號檢測模塊，其中，所述發(fā)電機的待檢測電參數(shù)經(jīng)過所述開關(guān)陣列模塊輸入到所述發(fā)電機電信號檢測模塊，所述發(fā)電機電信號檢測模塊的信號輸出端均與所述工控機內(nèi)的電信號采集模塊的信號輸入端相連，所述電信號采集模塊的輸出端與所述控制模塊的信號輸入端相連，所述控制模塊內(nèi)的控制器對輸入信號進行處理，并將開關(guān)控制信號通過所述控制信號采集模塊傳輸至所述開關(guān)陣列模塊，用于控制所述開關(guān)的開啟與閉合。
2. 如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱進一步包括用于檢測開關(guān)的狀態(tài)的開關(guān)檢測模塊，該開關(guān)檢測模塊的信號輸入端與所述開關(guān)陣列模塊的開關(guān)狀態(tài)輸出端相連，其信號輸出端通過控制信號采集模塊將開關(guān)狀態(tài)信號輸送至所述工控機的控制模塊。
3. 如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機的待檢測電參數(shù)為發(fā)電機電壓頻率，所述發(fā)電機電信號檢測模塊包括用于檢測發(fā)電機電壓頻率的發(fā)電機電壓頻率檢測模塊。
4. 如權(quán)利要求3所述的穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述控制箱內(nèi)的發(fā)電機電壓頻率檢測模塊上設(shè)有用于使電壓按比例下降以便測量的交流電壓頻率互感器。
5. 如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān) 陣列模塊上的開關(guān)個數(shù)與發(fā)電機定子繞組的個數(shù)相等，并且所述的每個開關(guān)均與一個對應(yīng)的發(fā)電機定子繞組相連。
6. 如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān) 為雙向開關(guān)晶閘管。
7. 如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制 模塊內(nèi)的控制器為ADRC。
專利摘要本實用新型公開了一種可適應(yīng)變化力矩的永磁風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括用于檢測開關(guān)陣列狀態(tài)、檢測發(fā)電機電參數(shù)和控制定子繞組通斷的控制箱，以及用于控制所述控制箱運行的工控機。該實用新型通過將發(fā)電機的每一個定子繞組與單獨的開關(guān)相連，可由控制系統(tǒng)控制其實現(xiàn)多級負載的要求。同時，本實用新型的控制系統(tǒng)內(nèi)采用ADRC，可以準(zhǔn)確控制每一個開關(guān)的開啟與閉合，進而控制定子中接通繞組的個數(shù)，從而控制了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對發(fā)電機輸出電壓頻率的調(diào)整，使發(fā)電機的輸出電壓頻率維持在一個穩(wěn)定的數(shù)值。
文檔編號H02P9/30GK201388182SQ20092014710
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者畢大川, 陳澤森 申請人:北京前沿科學(xué)研究所