風力發(fā)電機設計word版-資料下載頁
2025-06-05 10:12本頁面
【正文】 變，具有逆變功能的電力電子設備稱為逆變器，逆變器還具有自動穩(wěn)壓功能，可改善系統(tǒng)的供電質量。 逆變電路及其工作原理 其電路原理圖如下所示。 ( a ) ( b ) 圖 41 單相橋式逆變電路原理 17 逆變器將直流電轉換為交流電的逆向過程，是通過功率半導體開關器件的開通和關斷作用來實現(xiàn)的。 最基本的逆變電路是單相橋式逆變電路 ，它可以很好的說明逆變電路的工作原理，其電路結構如圖 1443（ a）所示。 圖中 Ud 為輸入直流電壓， Uo 為輸出交流電壓， R 為逆變器的輸出負載。當開關管 T T4 閉合， T T3 斷開時，逆變器輸出電壓 Uo=Ud；當開關管 T T4 斷開，T T3 閉合時，輸出電壓 Uo=Ud。當以頻率 Fs 交替切換開關管 T T4 和 T T3時，則在電阻 R上獲得如圖 1443（ b）所示的交變電壓波形，其周期 Ts=1/fs，這樣，就將滯留電壓 Ud 編程了交流電壓 Uo。 Uo 含有各次諧波，如果想得到正玄波電壓，則可通過濾波器獲 得。 圖 1443（ a）中煮點錄音開關 T1~T4 世紀是各種半導體開關器件的一種理想模型。逆變電路中常用開關器件有快速晶閘管、可關斷晶閘管（ GTO）、功率晶體管（ GTR）功率場效應晶體管（ MOSFET）、絕緣柵晶體管（ IGBT）。 IGBT 的驅動電路 驅動電路是主電路與控制電路之間的接口，是該逆變裝置的重要環(huán)節(jié)，對整個裝置的性能有很大影響。采用性能良好的驅動電路，可使電力電子器件工作在較理想的狀態(tài)，縮短開關時間，減少開關損耗，對裝置的運行效率?？煽啃院桶踩远加兄匾囊饬x。 簡言之，驅動電路的基 本任務，就是按照控制目標的要求， 將單片機輸出的脈沖進行功率放大 ,轉換為加在 IGBT 控制端和公共端之間，可以使其開通或關斷的信號 ，從而驅動 IGBT，保證其可靠工作 。 對 IGBT 驅動電路的基本要求如下： （ 1） 提供適當?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?,使 IGBT 可靠的開通和關斷。 （ 2） 提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時電流 ,使 IGBT 能迅速建立柵控電場而導通。 （ 3） 盡可能小的輸入輸出延遲時間 ,以提高工作效率。 （ 4） 足夠高的輸入輸出電氣隔離性能 ,使信號電路與柵極驅動電路絕緣。 （ 5） 具有靈敏的過流保護能力。 目前 ，在 IGBT 的柵極驅動電路中廣泛采用的是 EX840/EX841 集成電路。 其典型接線方法如圖 3— 13： 18 圖 42 EX840/EX841 集成電路接線方法 使用時注意如下幾點： （ 1） IGBT 柵 射極驅動回路往返接線不能太長 (一般應該小于 1m),并且應該采用雙絞線接法 ,防止干擾。 （ 2） 由于 IGBT 集電極產生較大的電壓尖脈沖 ,增加 IGBT 柵極串聯(lián)電阻RG 有利于其安全工作。但是柵極電阻 RG不能太大也不能太小 ,如果 RG 增大 ,則開通關斷時間延長 ,使得開通能耗增加；相反 ,如果 RG太小 ,則使得 di/dt 增加 ,容 易產生誤導通。 （ 3） 圖中電容 C 用來吸收由電源連接阻抗引起的供電電壓變化 ,并不是電源的供電濾波電容 ,一般取值為 47 F。 （ 4） 6腳過電流保護取樣信號連接端 ,通過快恢復二極管接 IGBT 集電極 .。 （ 5） 1 15接驅動信號 ,一般 14 腳接脈沖形成部分的地 ,15 腳接輸入信號的正端 ,15 端的輸入電流一般應該小于 20mA,故在 15 腳前加限流電阻。 （ 6） 為了保證可靠的關斷與導通 ,在柵射極加穩(wěn)壓二極管。 四、 結論 本論文研究了小型獨立運行風力發(fā)電系統(tǒng)的構成及其運行狀況，提出了系統(tǒng)構成的具體解決方案。論文的重點在于電氣設計部分，因此作者對電氣設計各部分進行了具體的論證分析，用 OMRON 編程軟件對系統(tǒng)進行了邏輯電路的設計及仿真，證明電路的邏輯性正確無誤，做到了按照作者的設計要求切換電路。然后用 MATLAB 對整個實際電路進行了詳細的仿真，結果表明，在接入仿真三相交流電的情況下，各個輸出端的輸出達到了預期的要求，證明了方案的切實可行和正確無誤。將該電氣設計接入風機組和逆變電路之間，即可實現(xiàn)將風能轉化為標準戶用型 50HZ 交流電。 本系統(tǒng)采用繼電控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)在完全的自動化，無需人工控制，方便易行?？捎糜陔娋W未通達的偏遠地區(qū)的戶用電力供應。 19 參考文獻 [1] 吳治堅 .新能源和可再生能源的利用 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021，（ 4）： 256～ 289. [2] 王浩民 .中國風電技術發(fā)展研究報告 [M].北京 :水里水電出版社， 2021，（ 3）： 24～ 51. [3] (法）勒古里雷斯著，施鵬飛譯 .風力機的理論與設計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1987，（ 2）：356～ 384. [4] 姚興佳，宋 俊 .風力發(fā)電機組原理與應用 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021，（ 2）： 56～ 67. [5] 秦建國，劉偉 .小型風力發(fā)電機轉速控制研究 [J].內蒙古 :內蒙古工業(yè)大學信息工程學院，2021，（ 8）： 17～ 23 [6] 王承煦，張源 .中國電力百科全書 [M]. 北京 :中國電力出版社， 2021，（ 11）： 124～ 131
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