[發明專利]基于BUCK電路拓撲結構的電磁抱閘電源

在審

• 申請號: 202111641339.6
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114499162A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 樸俊民;邊春元;鄧天宇;邊詩杭;李魯祥;趙舒銘
• 申請（專利權）人: 沈陽永磁電機制造有限公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10;H02M3/157;H02H7/12;H02H3/087;H02H3/10;H02H3/20;H02P3/04;H02P101/15
• 代理公司: 深圳市鈞含知識產權代理有限公司 44290
• 代理人: 符立新

本發明提供了一種基于BUCK電路拓撲結構的電磁抱閘電源，包括整流橋、控制系統、以及與控制系統連接的隔離電路、驅動電路、電壓檢測電路、電路檢測電路、比較器、保護功能無觸點開關元件和開關功能無觸點開關元件。本發明所述電磁抱閘電源，可以實現高壓啟動抱閘、低壓維持抱閘運行，節能并延長抱閘壽命。通過兩個無觸點開關元件可以有效保護抱閘，使得電磁抱閘電源更加安全可靠。當抱閘因長期運行而發生磨損時，控制系統會自動提高啟動功率，確保抱閘正常運行，減小維護成本，延長抱閘使用壽命。

技術領域

本發明涉及風力發電機技術領域，尤其涉及一種基于BUCK電路拓撲結構的電磁抱閘電源。

背景技術

風力發電機的剎車制動通常使用電磁抱閘來完成，然而電磁抱閘的啟動需要一定的啟動電壓和維持電壓。傳統的電磁抱閘啟動通常直接將高壓加至抱閘，使抱閘達到啟動電壓吸合閘瓦，不會再進行抱閘端電壓切換，導致傳統電磁抱閘維持運行方案需要消耗大量的電能，造成能量的浪費。雖然傳統的電磁抱閘整體電路結構簡單，但缺乏必要的電路保護。具體為：

首先，抱閘啟動后的維持電壓實際上小于啟動時所需電壓，傳統抱閘啟動后的電壓不再改變，其維持電壓遠大于所需電壓，從而造成大量的能量浪費，增加成本。

其次，傳統抱閘運行的主電路中缺乏必要的檢測反饋與保護，一旦輸入電壓過壓，很可能導致抱閘電流過大燒壞抱閘，造成事故。

第三，抱閘在長期運行過程中會出現磨損，導致啟動所需功率提高，而傳統電源并無自適應修正啟動功率功能，需要更換電源或抱閘，操作復雜，對于風機抱閘維護成本較高。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于BUCK電路拓撲結構的電磁抱閘電源，耗能低，抱閘使用壽命長，具備良好的軟硬件保護功能，有效保護后端抱閘及其他設備。

于是，本發明提供了一種基于BUCK電路拓撲結構的電磁抱閘電源，包括：整流橋、控制系統、以及與控制系統中PWM模塊連接的隔離電路、與控制系統中ADC模塊連接的用于檢測整流橋輸出電壓的電壓檢測電路、與控制系統中ADC模塊連接的用于檢測整流橋輸出電流的電流檢測電路、與控制系統中邏輯控制模塊及電壓給定信號連接的比較器、與控制系統中通訊模塊連接的風機主控制器，所述隔離電路的輸出端與驅動電路連接、所述驅動電路的輸出端分別與保護功能無觸點開關元件和開關功能無觸點開關元件連接，保護功能無觸點開關元件和開關功能無觸點開關元件彼此串聯后保護功能無觸點開關元件的一端與整流橋的正極輸出端連接，開關功能無觸點開關元件的一端為電磁抱閘電源的正極輸出端，整流橋的負極輸出端為電磁抱閘電源的負極輸出端，比較器的輸入端與電壓檢測模塊的輸出端連接。

其中，在所述開關功能無觸點開關元件的一端串聯熔斷器后再作為電磁抱閘電源的正極輸出端。

所述控制系統為STM32G03控制芯片、或者DSPF28335控制芯片、或者STM32F1 03控制芯片。

所述保護功能無觸點開關元件和開關功能無觸點開關元件為MOS管、或者IGBT管、或者GTR管。

當控制系統收到風機主控制器發出的啟動抱閘信號時，設定啟動抱閘的輸出電壓給定值，所述控制系統加載并執行：

步驟1，通過PWM模塊發出驅動信號，驅動信號經過隔離電路、驅動電路驅動開關功能無觸點開關元件通斷，以實現降壓斬波；

步驟2，控制系統通過ADC模塊采集電磁抱閘電源的輸出電壓，并將電磁抱閘電源的電壓輸出值與所述設定的輸出電壓給定值進行比較，若不相等則通過修改PWM占空比方式以使輸出電壓維持在給定值上。

當控制系統收到風機主控制器發出的低壓切換信號時，修改維持抱閘運行的輸出電壓給定值，所述控制系統加載并執行所述步驟1和步驟2。

所述控制系統加載并執行還包括：