[實用新型]一種基于DSP的風力機特性模擬裝置

無效

• 申請號: 200920250027.0
• 申請日: 2009-11-09
• 公開（公告）號: CN201527339U
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 周雪松;楊海珊;馬幼捷;李季;許立瑾;問虎龍;張書瑞;武磊
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;H02P7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域：

本實用新型涉及一種風力機控制裝置，尤其是一種基于DSP的風力機特性模擬裝置。

(二)背景技術：

從可再生能源的發展和利用來看，風能是世界上增長最快的能源。風速是自然界隨機變化人力難以控制的，其具有間歇性和波動性，導致風機的工作狀態也是變化的，常見的基于轉矩、轉速特性的仿真研究方法，很難遍歷被模擬風機的每個運行狀態；而且，在研究風力發電時，大多數實驗室都不可能有風電場或風力機，在沒有風的情況下或在實驗室就無法進行這些實驗和研究，這很不利于一些新式的理論和技術驗證。

用通常意義上的轉矩、轉速特征曲線評價風機模擬控制裝置也是不完全的，不能充分考核模擬器處于真實隨機運行環境下的性能；其次，若在研究風機模擬裝置時，不考慮裝置在充分激勵下的響應，也是不完善的。

(三)實用新型內容：

本實用新型的目的在于設計一種基于DSP的風力機特性模擬裝置，它可以克服現有技術的不足，是一種結構簡單，易于實現，可不受場地的限制，可較好簡化目前風電系統研究的實驗過程，加速新方法、新技術的研究周期的裝置。

本實用新型的技術方案：一種基于DSP的風力機特性模擬裝置，其特征在于它是由三相交流電源、調壓器、整流濾波電路、PWM控制器、電流放大電路、霍爾電流傳感器、DSP控制單元、功率驅動電路、上位機、直流電動機和光電編碼器構成；其中所說的調壓器的輸入端連接三相交流電源的輸出端，將輸入端220V50Hz交流電調成整流濾波電路所用的電壓值輸出給整流濾波電路；所說的整流濾波電路的輸出端分別與直流電動機的輸入端和PWM控制器的輸入端連接；所說的PWM控制器的輸入端還與功率驅動電路的輸出端連接，其輸出端與霍爾電流傳感器的輸入端連接；所說的霍爾電流傳感器的輸出端分別與電流放大電路的輸入端和直流電動機的輸入端連接；所說的電流放大電路的輸出端與DSP控制單元的輸入端連接；所說的DSP控制單元的輸入端還與光電編碼器的輸出端以及上位機的輸出端連接，其輸出端與功率驅動電路的輸入端連接；所說的直流電動機的輸出端與光電編碼器的輸入端連接。

上述所說的DSP控制單元采用美國德州儀器公司生產的TMS320LF2407A芯片，它包括PWM輸出口、ADCIN00引腳、邊界掃描仿真接口JTAG、捕獲管腳QEP1和捕獲管腳QEP2；所說的上位機通過邊界掃描仿真接口JTAG與DSP控制單元連接。

上述所說的整流濾波電路是由橋式二極管不可控整流模塊和耐壓450V且電容量為470uF的電解電容構成；其中所說的橋式二極管不可控整流模塊為富士公司的三相整流模塊6RISOG-120，標稱為30A/1200V，該橋式二極管不可控整流模塊作為直流電源，其輸入端連接調壓器的輸出端，將調壓器輸出的交流電信號轉換為直流電信號輸入給直流電動機和PWM控制器。

上述所說的PWM控制器采用的是有制動電流通路的不可逆PWM控制器，它是由晶閘管VT1和晶閘管VT2構成；上述所說的功率驅動電路由兩個GTR功率驅動模塊構成；所說的兩個GTR功率驅動模塊分別包括高速光耦隔離器HCPL4504、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、電容C、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、三極管T1、三極管T2、三極管T3、三極管T4；其中所說的PWM控制器中晶閘管VT1的基極b1和晶閘管VT2的基極b2分別由功率驅動電路中的兩個GTR的集電極c1和集電極c2驅動，通過其導通和關斷將直流電壓變成連續的脈沖信號，并輸出給霍爾傳感器。

上述所說的電流放大電路由兩個運算放大器LM324、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5和電阻R6構成，其連接為常規連接；所說的電流放大電路的輸出端連接DSP控制單元的ADCIN0引腳。

上述所說的霍爾電流傳感器是LEM公司的LA55-P；其原邊額定有效值電流為50A，副邊額定有效值電流為50mA；所說的霍爾電流傳感器的輸入端連接PWM控制器的輸出端，檢測PWM控制器輸出的脈沖信號，并將其輸入給電流放大電路中的運算放大器LM324。

上述所說的光電編碼器是增量式光電編碼器，其輸入端接收由直流電動機輸入的轉速信號，經捕獲管腳QEP1和捕獲管腳QEP2將其輸送給DSP控制單元。