隨著低碳清潔、高效安全的現(xiàn)代能源體系的建設和推進,國內風電裝機呈穩(wěn)步發(fā)展態(tài)勢。獨立變槳距控制系統(tǒng)作為風電機組三大控制系統(tǒng)之一,承擔著穩(wěn)定風力機輸出功率和抑制槳葉、塔架等部件振動的任務。本文提出一種新型的永磁直驅變槳距驅動結構,該結構去掉了行星齒輪減速器,降低了系統(tǒng)故障率,提高了對槳距角位置的跟隨控制能力。通過理論建模推導、數(shù)值仿真及實驗驗證對永磁直驅獨立變槳距控制系統(tǒng)展開了較為系統(tǒng)的研究。研究工作主要包括:（1）基于動量葉素理論分析了槳葉的負載特性,構建了三維風速模型。根據(jù)變槳距風力機的運行狀態(tài)和控制方法,設計了基于Coleman變換的獨立變槳距控制器;根據(jù)2MW風力機的參數(shù)搭建了獨立變槳距控制仿真平臺,仿真結果表明獨立變槳距控制器對塔架和槳葉的振動具有較好的抑制作用。（2）基于矢量控制策略進行獨立變槳距位置控制。設計了基于內�？刂频碾娏骺刂破�;結合變槳距負載特性,設計了基于LADRC的速度控制器,提高了系統(tǒng)對變槳突變負載的抗干擾能力;設計了位置控制器并提出了一種槳距角的定位方法�；贛ATLB/Simulink搭建了矢量控制仿真模型,進行了速度控制與位置控制仿真,仿真結果表明LADR... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

IGBT驅動電路

碩士學位論文46圖中右側為IGBT驅動引腳，Cx_x、Gx_x、Ex_x引腳分別與IGBT的集電極、門極、發(fā)射極連接。每個驅動通道的正驅動電壓為+15V，各通道GND與對應的Ex_x相連，VEE提供-9V關斷電壓，可防止由于IGBT輸入產生的額外電荷而動態(tài)開啟。門極開關信號Gx_x通過10Ω的電阻R21耦合。Cx_x引腳用于檢測IGBT開關飽和電壓CEV，為了避免Cx_x引腳上的尖峰電壓造成錯誤檢測，利用R18與C20構成RC濾波器產生消隱時間，消隱時間長短可通過C20進行調整。4.1.5通信電路本文設計的驅動器支持多種通信方式，除常用的RS485通信外還支持CAN總線通信和無線串口通信。RS485用于上位機通信，接口簡單便于很容易實現(xiàn)與PC的連接；無線串口用于驅動器調試時接收調試數(shù)據(jù)；CAN總線用于驅動器與風電機組主控制器的通信，可以為變槳距系統(tǒng)提供可靠、實時、高效率的信號傳輸。RS485為半雙工差分通信網(wǎng)絡接口，通常采用帶屏蔽的雙絞線傳輸，理論最大傳輸距離為3000米。為提高RS485接口對不同工業(yè)設備通信端口的適配能力，設計隔離的RS485通信接口，如圖4-4所示。圖4-4RS485通信接口原理圖Figure4-4RS485communicationinterfaceschematicDSP的SCI串口信號經(jīng)雙通道數(shù)字芯片ADUM1201光電耦合隔離，RS485傳輸方向控制信號DIR，通過光電耦合芯片TLP350隔離，RS485接口側的供電電源經(jīng)電源模塊WRB0505進行隔離，以此實現(xiàn)對信號和電源的隔離。R10對A線進行上拉，R12對B線進行下拉，防止A、B之間的差分電壓過小而出現(xiàn)亂碼現(xiàn)象。L2為共模電感，與R11、R13構成濾波器，濾除差分線路上的共模噪聲。瞬態(tài)電壓抑制器D2將A、B兩線之間的電壓鉗位在5.8V內，保護各器件不受浪涌電壓的損害。R14為RS485總線終端電阻，J2選擇是否接入終端電阻。

4永磁直驅變槳電機驅動器軟硬件設計47圖4-5CAN通信接口原理圖Figure4-5SchematicdiagramofCANcommunicationinterfaceCAN為國際標準化的串行通信協(xié)議，其信號也為差分信號。本文設計的CAN通信接口電路如圖4-5所示，同樣的，對信號和電源進行了電氣隔離的設計。基于芯片ISO1050實現(xiàn)CAN總線的差分發(fā)送和差分接收功能；兩個瞬態(tài)電壓抑制器D3、D4用于吸收CANH、CANL上的浪涌電壓；隔離電源的地通過電容C13耦合至真正的大地，為差分線路上的共模噪聲提供一條低阻抗的泄放路徑；R15為CAN總線終端電阻。另外，無線串口通信采用成熟的通信模塊，控制器引出DSP的LIN接口即可。由于無線通信本身就具有電氣隔離，該接口無需繁雜的電氣隔離設計。4.1.6信號檢測電路信號檢測包含相電流檢測，母線電壓檢測，編碼器信號檢測，功率電路溫度檢測，繞組溫度檢測等。涉及模擬信號檢測和數(shù)字信號檢測，模擬信號利用DSP內部的ADC外設進行A/D轉換，編碼器信號接入DSP的eQEP外設。因此，必須設計電路對上述信號進行處理，轉化為滿足ADC或eQEP外設的信號。圖4-6相電流檢測電路Figure4-6Phasecurrentdetectioncircuit相電流檢測信號如圖4-6所示，分為電流信號采集、放大濾波、電平移位三部分。電流信號由閉環(huán)霍爾電流傳感器LAH25-NP采集，該傳感器采用第一種接線方式1:1000NK=，額定測量電流為25A，最大量程為55A，閉環(huán)霍爾電流傳感器有很好的電氣隔離功能，且具有很大的帶寬（DC-200kHz）。LAH25-NP副邊

【參考文獻】：
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本文編號：3413269