直接驅動型風力發(fā)電系統(tǒng)中風輪與永磁同步發(fā)電機直接連接，無需升速齒輪箱。首先將風能轉化為頻率和幅值變化的交流電，經過整流之后變?yōu)橹绷�，然后經過三相逆變器變換為三相頻率恒定的交流電連接到電網。通過中間電力電子變換環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)有功功率和無功功率進行控制。
直接驅動型風力發(fā)電系統(tǒng)
眾所周知，并網的條件是：兩側電壓頻率相同，相位相同。對于電網來說，電壓頻率穩(wěn)定為50Hz，但若要獲得電壓相位則必須通過電壓傳感器來進行測量。在試驗中采用HV25-P霍爾電壓傳感器來獲取電網電壓，并由此得到電網電壓相位。
圖 HV25-P霍爾電壓傳感器外觀
HV25-P霍爾電壓傳感器基于霍爾電磁效應，外殼采用符合UL94-V0標準的絕緣材料制成，額定電壓為500V，外觀如圖所示，原邊和副邊之間是絕緣的，可測量直流電壓、交流電壓和脈沖電壓等，廣泛應用于交流變頻調速、伺服電機、直流電機牽引的靜電轉換、不間斷電源、電焊機電源以及電池電源等場合。。同其他同種類型傳感器相比，它具有出色的測量精度，良好的線性度，低溫漂等優(yōu)點，此外，它還有反應時間短，頻帶寬，共模抑制比強，抗干擾能力強等諸多優(yōu)點[5]。
HV25-P霍爾電壓傳感器的額定電流為10mA，在額定電流情況下，傳感器的精度最好。
圖 直接驅動型發(fā)電機并網系統(tǒng)流程框圖
HV25-P霍爾電壓傳感器的作用是得到電網電壓信號，從而DSP、FPGA控制器可以根據(jù)此信號驅動逆變電路產生與電網電壓同相位的波形，從而實現(xiàn)并網運行，試驗中使用的調制方法為三電平PWM調制。
由于HV25-P霍爾電壓傳感器得到的電壓信號為交流信號，而DSP的A/D端口只能輸入0－3.3V的電壓信號，所以需要進行電平轉換，電平轉換電路如圖所示。
圖 電平轉換電路圖
其中，HV25-P霍爾電壓傳感器的R1取500KΩ,RM取100Ω,則由輸入的交流電壓幅值為 ，則原邊電流最大為 ，副邊電流最大為 ，滿足要求。經過電平轉換電路后，原來的交流電被統(tǒng)一偏置一個幅度，從而滿足了DSP中A/D采樣口的要求。
機械參數(shù)
使用說明
電阻R1使傳感器輸入電流為額定初級電流時傳感器有最佳精度，因此傳感器應盡量測量與10mA的初級電流相對應的電壓。
例如：測電壓VIN=250V
精度=±0.8%ofVIN(@Ta=+25℃) a)R1=25kΩ/10w,IP=10mA
精度=±1.6%ofVIN(@Ta=+25℃) b)R1=50kΩ/5w,IP=5mA
工作范圍(推薦的)考慮到初級線圈的電阻(與R1相比，為保持溫度差異近可能低)和隔離，此 |
