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一种带双向DC-DC变换器的变桨系统

阅读:983发布:2024-02-24

专利汇可以提供一种带双向DC-DC变换器的变桨系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种带双向DC-DC变换器的变桨系统,包括变桨 控制器 和三路变桨 电路 ,变桨控制器通过滑环与 风 机主系统连接;每一路变桨电路均包括一个逆变器、一个双向DC/DC变换器、一个储能元件和一个变桨 电机 ;每一路变桨电路中,储能元件经双向DC/DC变换器与逆变器连接,逆变器与变桨电机连接;变桨控制器与每一路变桨电路中的逆变器相连,滑环与每一路变桨电路中的逆变器进行通讯连接。本实用新型中的双向DC/DC变换器可实现 能量 的双向传输,能够解决后备电源系统充电和供电需使用两路回路使得系统复杂而不灵活的问题,能够有效减小后备电源系统的体积,能够提高 电压 从而充分利用超级电容的能量,增强了风机变桨的供电电源。,下面是一种带双向DC-DC变换器的变桨系统专利的具体信息内容。

1.一种带双向DC-DC变换器的变桨系统,其特征在于:包括变桨控制器和三路变桨电路,所述变桨控制器通过滑环与机主系统连接;每一路变桨电路均包括一个逆变器、一个双向DC/DC变换器、一个储能元件和一个变桨电机;每一路变桨电路中,储能元件经双向DC/DC变换器与逆变器连接,逆变器与变桨电机连接;所述变桨控制器与每一路变桨电路中的逆变器相连,所述滑环与每一路变桨电路中的逆变器进行通讯连接。
2.根据权利要求1所述的带双向DC-DC变换器的变桨系统,其特征在于:所述双向DC/DC变换器是双象限运行的直流变换器,用于实现能量的双向传输。
3.根据权利要求1所述的带双向DC-DC变换器的变桨系统,其特征在于:所述逆变器与滑环的通讯连接有两种方式,第一种为逆变器直接与滑环进行通讯连接;第二种为在逆变器通过变桨控制器间接与滑环进行通讯连接。
4.根据权利要求1所述的带双向DC-DC变换器的变桨系统,其特征在于:所述变桨电机为交流永磁同步电机、交流异步电机或直流电机中的一种。
5.根据权利要求1所述的带双向DC-DC变换器的变桨系统,其特征在于:所述变桨系统装配在发电机组轮毂内。

说明书全文

一种带双向DC-DC变换器的变桨系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电领域,特别涉及一种带双向DC-DC变换器的变桨系统。

背景技术

[0002] 随着清洁能源的发展,未来能源将逐步转到以电能为主体。同时随着能源互联网、智能电网等概念的提出,而电网将向着更加智能、灵活、坚强可靠的目标发展。
[0003] 由于电子技术的飞速发展,变流器在能量转换领域的应用越来越广泛。变换器通常能够实现单一能量的转换,但是在很多领域需要能量既能流进,又能流出,实现能量的双向传输。双向DC/DC变换器是直流变换器的双象限运行,可实现能量的双向传输。双向DC/DC变换器具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势。双向DC/DC 变流器广泛应用于储能、分布式能源发电、不间断电源(UPS)、太阳能电池阵、电动汽车等驱动领域等方面。
[0004] 申请号为201420592909.6的中国专利公开了“一种变桨系统”,该专利是在原有变桨系统的基础上增加含有双向DC_DC变换器的储能装置,该专利中的储能装置设置在变桨系统供电前端,用于稳定整个变桨系统的输入功率,并不能作为变桨系统后备电源使用,该专利提到的双向DC_DC变换器并不是直接设置在原有的变桨系统里面,而是额外增加储能装置,该专利中提到的变桨驱动装置仍采用常规技术手段,另外该专利中变桨系统后备电源系统未作特别说明,即是采用常规技术手段。
[0005] 目前在行业内变桨系统中仍然采用充电机为后备电源充电,后备电源通过另外的回路为变桨系统供电,使得系统复杂而不灵活。如果后备电源使用超级电容,更无法提高电压从而充分利用超级电容的能量。发明内容
[0006] 为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种结构简单、成本低的带双向DC-DC变换器的变桨系统。
[0007] 本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种带双向DC-DC变换器的变桨系统,包括变桨控制器和三路变桨电路,所述变桨控制器通过滑环与风机主系统连接;每一路变桨电路均包括一个逆变器、一个双向DC/DC变换器、一个储能元件和一个变桨电机;每一路变桨电路中,储能元件经双向DC/DC变换器与逆变器连接,逆变器与变桨电机连接;所述变桨控制器与每一路变桨电路中的逆变器相连,所述滑环与每一路变桨电路中的逆变器进行通讯连接。
[0008] 上述带双向DC-DC变换器的变桨系统,所述双向DC/DC变换器是双象限运行的直流变换器,用于实现能量的双向传输。
[0009] 上述带双向DC-DC变换器的变桨系统,所述逆变器与滑环的通讯连接有两种方式,第一种为逆变器直接与滑环进行通讯连接;第二种为在逆变器通过变桨控制器间接与滑环进行通讯连接。
[0010] 上述带双向DC-DC变换器的变桨系统,所述变桨电机为交流永磁同步电机、交流异步电机或直流电机中的一种。
[0011] 上述带双向DC-DC变换器的变桨系统,所述变桨系统装配在发电机组轮毂内。
[0012] 本实用新型的有益效果在于:
[0013] 1、本实用新型中的双向DC/DC变换器是直双象限运行的流变换器,可实现能量的双向传输。双向DC/DC变换器具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势,能够解决后备电源系统充电和供电需使用两路回路使得系统复杂而不灵活的问题,能够有效减小后备电源系统的体积,另外通过利用双向DC/DC变换器,能够提高电压从而充分利用超级电容的能量,增强了风机变桨的供电电源。
[0014] 2、本实用新型同时采用3个独立的逆变与双向DC/DC模,能提高变桨系统的安全性与可靠性,通过增加双向DC/DC变换器优化后备电源系统,能够在减小变桨系统体积的同时保证变桨系统的安全性和可靠性。附图说明
[0015] 图1为本实用新型的结构框图

具体实施方式

[0016] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0017] 如图1所示,一种带双向DC-DC变换器的变桨系统,变桨系统装配在风力发电机组轮毂内,其包括变桨控制器和三路变桨电路,所述变桨控制器通过滑环与风机主系统连接;每一路变桨电路均包括一个逆变器、一个双向DC/DC变换器、一个储能元件和一个变桨电机M;每一路变桨电路中,储能元件经双向DC/DC变换器与逆变器连接,逆变器与变桨电机M连接;所述变桨控制器与每一路变桨电路中的逆变器相连,所述滑环与每一路变桨电路中的逆变器进行通讯连接。
[0018] 所述双向DC/DC变换器是双象限运行的直流变换器,用于实现能量的双向传输。
[0019] 所述逆变器与滑环的通讯连接有两种方式,第一种为逆变器直接与滑环进行通讯连接;第二种为在逆变器通过变桨控制器间接与滑环进行通讯连接。
[0020] 所述变桨电机M为交流永磁同步电机、交流异步电机或直流电机中的一种。
[0021] 所述变桨控制器为一种风电专用的变桨PLC,做为主控系统的从站实现与主控进行通讯,接收主控的变桨指令,同时做为三个伺服驱动器的主站,下发变桨指令给各逆变器,同时接收各逆变器反馈的变桨速度、变桨度、变桨电流等状态反馈给主控系统。更进一步的,变桨控制器可根据目前三个桨叶的不同位置信息,下发不同的变桨指令给各逆变器,实现独立变桨。
[0022] 所述逆变器采用风电专用伺服驱动器,具备CAN通讯接口与变桨控制器或与滑环完成通讯。
[0023] 所述双向DC/DC变换器可在保持变换器两端直流电压极性不变的前提下,根据需要改变电流的方向,实现能量的双向流动,在风力发电系统正常运行时,双向DC/DC变换器工作于Buck模式,逆变器的直流母线相当于一个恒压源,对储能元件进行充电,在直流母线掉电时,双向DC/DC变换器工作于Boost模块,实现储能元件的深度放电,维持逆变器的直流母线电压。更进一步的,双向DC/DC变换器可根据不同工作模式下储能元件的充放电电流与时间对储能元件寿命进行监控。
[0024] 所述储能元件主要由超级电容串并联组成超级电容模组,超级电容模组带主动与被动均衡电路,保证每个单体的电压均衡,提高超级电容的稳定性
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