一种直驱风电系统并网逆变器的控制电源

成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术

合作方式：技术转让

参与活动：驻苏高校院所苏北五市产学研合作对接活动第七届中国江苏产学研合作大会

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 0 项
已授权专利,其中:发明专利 1 项

成果简介

成果概况

本发明涉及直驱风力发电系统并网逆变器的控制电源。该控制电源借助于振荡电路、半桥驱动电路及高频变压器获得多路直流控制电源，避免常规多路直流稳压电源供电时，其传输线路从主电路耦合而来的高频干扰，满足并网逆变器开关管正常通断控制的需要。

创新要点

本发明需要解决的问题有： 1、形成风力发电系统并网逆变器控制电源的新结构。直驱风力发电系统中，并网逆变器是联结风电系统与公共电网的桥梁，其稳定运行是完成风电并网的首要条件，也是影响风力发电系统能否与公共电网连接的重要因素。按照逆变器主电路拓扑结构，并网逆变器正常运行需要四路独立的隔离电源。通常情况下，大多采用Topswitch反激式开关电源构成多路隔离电源给桥路开关元件的驱动电路供电。但在实际使用过程中，因为主电路与控制电路之间的藕合干扰问题，致使加到逆变器驱动电路的控制电源电压不稳，影响并网逆变器运行的可靠性。本发明提出一种多路隔离电源的构成方式，该电源通过多谐振荡电路产生方波信号，经过边沿延时处理，驱动半桥逆变器带动高频隔离变压器，变压器输出经过整流滤波输出需要的直流电压，供给逆变器开关管驱动电路。比起Topswitch多路隔离电源，该电源具有电路结构简单、运行可靠、硬件成本低廉、输出电压稳定的优点。 2、该隔离电源的输出路数可以根据需要增减。多谐振荡电路产生的方波信号，经过边沿延时处理驱动半桥逆变器后，所接的高频隔离变压器的数目可以根据主电路的需要灵活确定，只要在电源电路设计时留有适当的裕量即可。每一路输出的电源结构相同，输出电源电路器件参数由对象需要确定。 3、该隔离电源的输出电压平稳无扰动。在该隔离电源中，每路电源均由隔离变压器输出的高频交流电经整流滤波后输出，只要设计好高频变压器，很容易获得所需要的直流控制电压，并使输出电压平稳。而且，该电源距离被控开关器件很近，可以与被控开关器件的驱动电路共同设计、布置，主电路的高频耦合干扰可以忽略，从而避免主电路与控制电路之间的干扰，保证并网逆变器电路的工作稳定。 4、该隔离电源可以避免半桥驱动电路的输出不平衡问题。由于该隔离电源的半桥驱动电路通过隔直电容与高频变压器相连，其两端直流电压是半桥输出直流脉冲电压的平均值，不论两路脉冲是否平衡对称，只要电路工作稳定，通过隔直电容之后加到高频变压器上的激励电压都是平均值为零的交流方波电压。因此，该隔离电源电路具有很好的抗不平衡能力。

主要技术指标

本发明提出一种新型直驱风力发电系统逆变器驱动电源的组成结构，该电源通过555构成的多谐振荡器产生占空比为50[%]的方波信号，再经过CD40106及部分分列元件进行前后沿延时处理，得到两路错位、倒相的方波信号（两路方波信号不同时具有高电平）。此两路错位、倒相方波信号经过半桥驱动器IR2110驱动半桥逆变器带动高频隔离变压器，变压器输出的交流电经过整流滤波输出需要的直流电压，供给逆变器开关管驱动电路。本发明采用555构成多谐振荡器，借助于周边元件参数的调整，可以获得占空比为50[%]的方波信号。使用这种信号来进行后续半桥电路的驱动，有利于半桥逆变器工作过程中高频变压器磁路的平衡。由于半桥逆变器工作的需要，由555多谐振荡器输出的方波信号必须进行前后沿的延时处理，以避免桥路元件的直通短路。这项工作由带施密特触发功能的反相器CD40106实现，辅以电阻、电容、二极管元件，实现方波信号的前后沿延时，并产生两路互补驱动信号，提供给半桥驱动器IR2110。

其他说明

本发明在直驱风力发电系统获得应用，可以有效降低并网逆变器的结构成本，提高直驱风力发电系统构成的灵活性，提高直驱风力发电系统并网逆变器运行的稳定性。

完成人信息

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