风电变桨直流伺服驱动器的设计.pdf

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1、风电变桨直流伺服驱动器的设计胡剑生，王海明，李嘉，王旭昊，苏静(许继集团有限公司，河南许昌461000)DesignofWindTurbinePitchDCServoDriverHUJiansheng，WANGHaiming，LIJia，WANGXuhao，SUJing(XJGroupCorporation，Xuchang461000，China)摘要：基于风力发电变桨系统的需求，分析了0引言永磁直流伺服电机的调速原理，提出了永磁直流电机控制策略，并研究建立了全数字直流伺服控制系风电技术是可再生能源技术中除水电外发展统。选用T

2、I公司的TM$320F2812DSP作为控制最成功的一种，在德国、西班牙、美国、印度、意大利核心，介绍了该伺服驱动器的主功率电路和控制电和丹麦等国普遍应用_1]，在国内相对滞后，但发展快路硬件设计、实现方法以及整体软件架构和具体实速，截止2012年，累计装机容量75324．2Mw，发现流程。通过旋变解码试验和动态调速试验，验证展潜力巨大[z-63。对于Mw级及以上的风电机组均了全数字直流伺服控制系统的整体设计。采用变桨距变速恒频的机型，包括双馈式和永磁同关键词：风电变桨控制；直流伺服；PWM调速；步直驱式。变桨距控制系统是风电

3、机组安全运行数字信号处理器；动态特性的核心部件之一，根据风力发电机所处环境的风力中图分类号：TM46状况，改变叶片的桨距角，达到调节功率和保护风机的目的[7]。伺服驱动器是风电变桨系统的核心文献标识码：A部件和执行结构，变桨控制器通过伺服驱动器对变文章编号：1001—2257(2015)04—0058—04Abstract：Basedonthedemandforpitchsys—桨电机进行控制，达到调节风机桨叶角度的目的。因而对于变桨系统的要求有：后备电源在电网断电temofwindpower，thispaperanalyze

4、sthecontrol后，直接驱动电机完成紧急顺桨；后备电源容量大，principleofpermanentmagnetDCservomotor，能够满足2～3次顺桨；后备电源驱动电机顺桨时速proposesthecontrolstrategyofpermanentmagnet度相对稳定，即要求放到电压平稳；系统安全可靠。DCmotor．andstudiesandhasestablishedafull在风电变桨领域中，普遍采用免维护铅酸蓄电池作digitalDCservocontrolsystem．Usingthe为后备电源，

5、永磁直流电机伺服系统作为控制系统。TMS32OF2812DSPofTICompanyasthecontrolcore，itintroducesthehardwaredesignofmain1直流伺服调速原理powercircuitandcontrolcircuitoftheservodriv—1．1永磁直流电机调试方法er，therealizationmethod，theoverallsoftwarear—直流电动机转速方程为：chitectureandspecificimplementationprocess．【，一．一Ha

6、vingdonetheresolverdecodingspeedtestand由上式可见，调节电动机转速的方法有3种l=1。。“]，dynamictest，verifiedtheoveralldesignofthefull即调节电枢供电电压己，(调压调速)；改变电枢回路digitalDCservocontrolsystem．电阻尺(调阻调速)；减弱励磁磁通(弱磁调速)。Keywords：variablepitchcontrolofwindpow—由于调阻调速是有级调速，耗能调速，且会使电机er；DCservomotor；PWM

7、control；digitalsignal机械特性变软；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范processor；dynamicperformance围不大，在基速以上做小范围的弱磁升速，同时会使电收稿日期：2014—12—23机带载能力变差，机械特性变软；而调压调速能在较大·58·《机械与电子}2015(4)的范围内实现无级平滑调速，且机械特性不变，因此，1个周期T一(2T1PR)Tc，其中Tc是计数基准时主流采用高频PWM调压调速，如图1所示。钟。因此，T1PWM的占空比为：D一—T1PR_-T1CMPR——另外，3个全比较单

8、元每一个都能通过相应的寄存器设置死区时间，防止上下桥臂管直通。死区时间由死区控制寄存器DBTCONx的[11～8]位死区定时器周期，以及DBTCON的[4～2]位死区定时器预定标因子决定。图1调压调速特性曲线1．2PWM产生原理2永磁直流电机控制策略TI公司TMS320F28