风电变桨驱动系统的制作方法

1.本实用新型涉及风电变桨驱动领域，更具体地说是指一种风电变桨驱动系统。


背景技术：

2.现有风电变桨驱动系统的400vac电压段变频器及伺服驱动器三相整流后母线电压最高可以达到790v，一般选用的母线电容为400v电解电容两两串联，将耐压值提高到800v，再并联到需要的电容值。但由于电解电容正负极间的漏电流存在差异性，所以需要在电解电容上并联相同阻值的电阻来均衡电解电容的电压，防止上下电解电容电压差异过大而出现某一侧电解电容过压。
3.这种方案在一般的应用场合是没问题的，但在有锂电池通过放电电路挂母线上的应用场合，直接用电阻来均压，会存在锂电池电压过放的风险。如，在风电变桨驱动器上，锂电池的放电电路可以是升压电路，或者通过防反二极管直接把电池正负极与母线正负极相连。当驱动器正常工作时母线电压高于锂电池电压，锂电池处于浮充或悬空状态，不对外放电；当驱动器停机时，电池有电，则母线电压低于电池电压，电池会向母线供电。所以设备停机时，即使其它电路都处于关闭状态，母线电解电容的均压电阻也始终是连接在母线上的，会一直消耗电池的电量。当风力发电机长时间不工作时，锂电池电压将被放亏，导致电池报废。而如果通过断开锂电池回路的开关来达到保护电池的目的则增加大量人力维护成本。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种风电变桨驱动系统。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种风电变桨驱动系统，包括整流器、电容模块、逆变器和负载，所述整流器、所述电容模块、所述逆变器和所述负载依次电连接，还包括充电电路、放电电路和电池，所述电池分别与所述充电电路和所述放电电路电连接，所述充电电路和所述放电电路均与所述电容模块电连接，所述电容模块包括两个串联连接的电容组，所述电容组包括多个母线电容，多个所述母线电容并联连接，所述母线电容的两端并联有均压电路，所述均压电路用于均衡所述母线电容的电压。
6.其进一步技术方案为：所述均压电路包括电阻r1、电阻r2、开关和驱动模块，所述电阻r1和所述电阻r2的第一端均与所述母线电容的第一端连接，所述电阻r1和所述电阻r2的第二端与所述开关和所述驱动模块电连接，所述开关与所述驱动模块和所述母线电容的第二端电连接，所述驱动模块与所述电阻r2的第一端和所述母线电容的第二端电连接。
7.其进一步技术方案为：所述开关为mos管q1，所述驱动模块包括驱动芯片u1、电阻r3和电阻r4，所述mos管q1的漏极与所述电阻r1和所述电阻r2的第二端连接，所述mos管q1的源极与所述母线电容的第二端连接，所述mos管q1的栅极与所述驱动芯片u1连接，所述电阻r3的第一端与所述母线电容的第一端连接，所述电阻r3的第二端与所述电阻r4的第一端连接，所述电阻r4的第二端与所述母线电容的第二端连接，所述驱动芯片u1与所述电阻r3
的第二端和所述电阻r4的第二端连接。
8.其进一步技术方案为：所述驱动芯片u1的型号为s-1009c39i-m5t1u。
9.其进一步技术方案为：所述电池为锂电池或铅酸电池。
10.其进一步技术方案为：所述负载为马达。
11.本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型一种风电变桨驱动系统通过设置均压电路来替代原来的均压电阻，使母线电容电压在低于某一电压值时均压电路不导通，或者流过均压电路的电流极小，在即使不断开电池情况下，电池的电量也足够两年以上的放量时间，解决了有过放风险的电池直接挂在母线长时间停机后电池被过放的问题，该风电变桨驱动系统成本低，应用后可以免除人工干预与管理电池的问题。
12.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述说明和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例风电变桨驱动系统的电路连接示意图；
14.图2为本实用新型实施例均压电路与电容组的电路连接示意图；
15.图3为本实用新型实施例均压电路的电路图。
16.附图标记：
17.1、整流器；2、母线电容；21、均压电路；211、开关；212、驱动模块；3、逆变器；4、负载；5、充电电路；6、放电电路；7、电池。
具体实施方式
18.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械
连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
25.如图1至图3所示，本实用新型实施例一种风电变桨驱动系统，包括整流器1、电容模块、逆变器3和负载4，整流器1、电容模块、逆变器3和负载4依次电连接，还包括充电电路5、放电电路6和电池7，电池7分别与充电电路5和放电电路6电连接，充电电路6和放电电路7均与电容模块电连接，电容模块包括两个串联连接的电容组，电容组包括多个母线电容2，多个母线电容2并联连接，母线电容2的两端并联有均压电路21，均压电路21用于均衡母线电容2的电压。
26.在本实施例中，通过设置均压电路21来替代原来的均压电阻，使母线电容2电压在低于某一电压值时均压电路21不导通，或者流过均压电路21的电流极小，在即使不断开电池7情况下，电池7的电量也足够两年以上的放量时间，解决了有过放风险的设备直接挂在母线长时间停机后电池7被过放的问题，该风电变桨驱动系统成本低，应用后可以免除人工干预与管理电池7的问题。
27.如图2所示，在一实施例中，均压电路21包括电阻r1、电阻r2、开关211和驱动模块212，电阻r1和电阻r2的第一端均与母线电容2的第一端连接，电阻r1和电阻r2的第二端与开关211电连接，开关211与驱动模块212和母线电容2的第二端电连接，驱动模块212检测端可与电阻r2的第一端也可与电阻r2的第二端电连接。
28.在本实施例中，母线电容2为电容c1，当驱动模块212检测到电容c1电压超过设定的电压值时，驱动模块212给出驱动信号，使开关211闭合导通。即r1和r2相当于并联到电容上。同理，另一侧的均压电路21也会有相同的动作，即两侧的均压电路21都并联到电容上，实现母线电容2均压的目的。
29.当电容c1上电压低于设定电压值(设定电压值的两倍高于电池7电压)，均压电路21中驱动模块212停止给出驱动信号，开关211断开，均压电路21无电流流过，或者只有极微弱的电流，不影响电池7的停机存放时间。
30.如图3所示，在一实施例中，开关211为mos管q1，驱动模块212包括驱动芯片u1、电阻r3和电阻r4，mos管q1的漏极与电阻r1和电阻r2的第二端连接，mos管q1的源极与母线电
容2的第二端连接，mos管q1的栅极与驱动芯片u1的out端连接，电阻r3的第一端与母线电容2的第一端连接，电阻r3的第二端与电阻r4的第一端连接，电阻r4的第二端与母线电容2的第二端连接，驱动芯片u1的vdd端与电阻r3的第二端连接，驱动芯片u1的vss端与电阻r4的第二端连接。
31.在本实施例中，母线电容2为电容c1，驱动芯片u1为电压检测芯片，与r3和r4一起组成驱动模块212，当c1等母线电容2的电压大于设定的电压值时，驱动芯片u1的pin1端输出高电平，mos管q1开通，即r1/r2相当于并联到电容c1上，实现给电容均压的目的。
32.当电容c1上电压低于设定的电压值时，驱动芯片u1的pin1端输出低电平mos管q1处于不导通状态，整个均压电路21只有驱动模块212有几十微安级别的电流，而其它的半导体器的漏电流则小于微安级别，电池7足够放电两年以上。
33.在一实施例中，驱动芯片u1的型号为s-1009c39i-m5t1u。
34.在一实施例中，电池7为锂电池或铅酸电池。通过均压电路21解决了有锂电池、铅酸电池等有过放风险的设备直接挂在母线长时间停机后电池被过放的问题。
35.在一实施例中，负载4为马达。
36.与现有技术相比，本实用新型一种风电变桨驱动系统通过设置均压电路来替代原来的均压电阻，使母线电容电压在低于某一电压值时均压电路不导通，或者流过均压电路的电流极小，在即使不断开电池情况下，电池的电量也足够两年以上的放量时间，解决了有过放风险的电池直接挂在母线长时间停机后电池被过放的问题，该风电变桨驱动系统成本低，应用后可以免除人工干预与管理电池的问题。
37.上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。