本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種適用于含整流器的永磁直驅(qū)風(fēng)機的風(fēng)力發(fā)電微型逆變器裝置。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電因具有儲量大、清潔可再生等優(yōu)點，已成為當(dāng)前新能源發(fā)電的主要方向之一。小型風(fēng)力發(fā)電具有成本低、安裝靈活的特點，廣泛應(yīng)用于風(fēng)力資源較好的西北部農(nóng)村以及海島、邊防等大電網(wǎng)難以提供電力的地區(qū)。

對于并網(wǎng)運行的小型風(fēng)力發(fā)電，其結(jié)構(gòu)一般包括永磁直驅(qū)風(fēng)機、整流器與逆變器。其中，逆變器多采用兩級式拓撲結(jié)構(gòu)，前級為DC-DC變換電路，負責(zé)風(fēng)機的最大功率跟蹤控制，后級為DC-AC變換電路，負責(zé)并網(wǎng)電流的控制。該拓撲結(jié)構(gòu)的缺點為功率管數(shù)目較多，因而可靠性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種適用于含整流器的永磁直驅(qū)風(fēng)機的風(fēng)力發(fā)電微型逆變器裝置，以有效提高小型風(fēng)力發(fā)電的可靠性。

本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電微型逆變器裝置，包括：第一正激變換器、第二正激變換器、LC濾波器、RCD吸收電路、LCL濾波器、第一驅(qū)動模塊、第二驅(qū)動模塊、轉(zhuǎn)速傳感器、第一電壓傳感器、第二電壓傳感器、第三電壓傳感器、第一電流傳感器、第二電流傳感器、第三功率管、第四功率管和MPU控制器；其中，第一電流傳感器的測量正端與永磁直驅(qū)風(fēng)機中的整流器的單相輸出正端連接，第一電流傳感器的測量負端與LC濾波器的輸入正端連接，第一電流傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；LC濾波器的輸入負端與整流器的單相輸出負端連接，LC濾波器的輸出正端與RCD吸收電路的第一端連接，LC濾波器的輸出負端與第一正激變換器的輸入負端連接；RCD吸收電路的第二端與第一正激變換器的輸入正端連接，RCD吸收電路的第三端分別與第一正激變換器中第一功率管的漏極以及第二正激變換器中第二功率管的漏極連接；第一正激變換器的輸出正端與LCL濾波器的輸入正端連接，第一正激變換器的輸出負端與第二正激變換器的輸出負端連接；第三功率管的漏極與第一正激變換器的輸出正端連接，第三功率管的源極與第一正激變換器的輸出負端連接，第三功率管的柵極與第二驅(qū)動模塊的第一輸出端連接；第二正激變換器的輸入正端與LC濾波器的輸出正端連接，第二正激變換器的輸入負端與LC濾波器的輸出負端連接，第二正激變換器的輸出正端與LC濾波器的輸入負端連接，第二正激變換器的輸出負端與第一正激變換器的輸出負端連接；第四功率管的漏極與第二正激變換器的輸出正端連接，第四功率管的源極與第二正激變換器的輸出負端連接，第四功率管的柵極與第二驅(qū)動模塊的第二輸出端連接；LCL濾波器的輸入負端與第二正激變換器的輸出正端連接，LCL濾波器的輸出正端與第二電流傳感器的測量正端連接，LCL濾波器的輸出負端與單相電網(wǎng)的零線接線端連接；第一驅(qū)動模塊的第一輸出端與第一功率管的柵極連接，第一驅(qū)動模塊的第二輸出端與第二功率管的柵極連接，第一驅(qū)動模塊的第一輸入端和第二輸入端分別與MPU控制器連接；第二驅(qū)動模塊的第一輸出端與第三功率管的柵極連接，第二驅(qū)動模塊的第二輸出端與第四功率管的柵極連接，第二驅(qū)動模塊的第一輸入端和第二輸入端分別與MPU控制器連接；轉(zhuǎn)速傳感器的兩個輸入端分別與永磁直驅(qū)風(fēng)機三相輸出端中的兩個輸出端連接，轉(zhuǎn)速傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；第一電壓傳感器的測量正端與LC濾波器中第一電容的正極連接，第一電壓傳感器的測量負端與第一電容的負極連接，第一電壓傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；第二電壓傳感器的測量正端與LCL濾波器中第四電容的正極連接，第二電壓傳感器的測量負端與第四電容的負極連接，第二電壓傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；第三電壓傳感器的測量正端與單相電網(wǎng)的火線接線端連接，第三電壓傳感器的測量負端與單相電網(wǎng)的零線接線端連接，第三電壓傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；第二電流傳感器的測量正端與LCL濾波器的輸出正端連接，第二電流傳感器的測量負端與單相電網(wǎng)的火線接線端連接，第二電流傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；MPU控制器分別與第一驅(qū)動模塊的第一輸入端、第二輸入端以及第二驅(qū)動模塊的第一輸入端、第二輸入端連接，還分別與轉(zhuǎn)速傳感器、第一電壓傳感器、第二電壓傳感器、第三電壓傳感器和第二電流傳感器的測量信號輸出端連接。

另外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，LC濾波器包括：第一電感和第一電容；其中，第一電感的一端與第一電流傳感器的測量負端連接，第一電感的另一端與RCD吸收電路的第一端連接；第一電容的正極與RCD吸收電路的第一端連接，第一電容的負極與整流器的單相輸出負端連接。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，RCD吸收電路包括：電阻、第二電容和第二二極管；其中，電阻的一端與LC濾波器的輸出正端連接，電阻的另一端與第二二極管的陰極連接；第二電容的正極與第二二極管的陰極連接，第二電容的負極與LC濾波器的輸出正端連接；第二二極管的陽極分別與第一功率管的漏極以及第二功率管的漏極連接，第二二極管的陰極與電阻的另一端連接，第二二極管的陰極還與第二電容的正極連接。

再者，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，第一正激變換器包括：第一正激變壓器、第一功率管、第一二極管和第三二極管；其中，第一正激變壓器的輸入正端與RCD吸收電路的第二端連接，第一正激變壓器的輸入負端與第一功率管的漏極連接，第一正激變壓器的輸出正端與第一二極管的陰極連接，第一正激變壓器的輸出負端與第三二極管的陰極連接；第一功率管的源極與LC濾波器的輸出負端連接，第一功率管的柵極與第一驅(qū)動模塊的第一輸出端連接；第一二極管的陽極與LCL濾波器的輸入正端連接，第一二極管的陰極與第一正激變壓器的輸出正端連接；第三二極管的陽極與LCL濾波器的輸入正端連接，第三二極管的陰極與第一正激變壓器的輸出負端連接。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，第二正激變換器包括：第二正激變壓器、第二功率管、第四二極管和第五二極管；其中，第二正激變壓器的輸入正端與LC濾波器的輸出正端連接，第二正激變壓器的輸入負端與第二功率管的漏極連接，第二正激變壓器的輸出正端與第四二極管的陰極連接，第二正激變壓器的輸出負端與第五二極管的陰極連接；第二功率管的源極與LC濾波器的輸出負端連接，第二功率管的柵極與第一驅(qū)動模塊的第二輸出端連接；第四二極管的陽極與LCL濾波器的輸入負端連接，第四二極管的陰極與第二正激變壓器的輸出正端連接；第五二極管的陽極與LCL濾波器的輸入負端連接，第五二極管的陰極與第二正激變壓器的輸出負端連接。

再者，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，LCL濾波器包括：第三電容、第四電容、第二電感、第三電感、第四電感和第五電感；其中，第三電容的正極與第一正激變換器的輸出正端連接，第三電容的負極與第二正激變換器的輸出正端連接；第二電感的一端與第三電容的正極連接，第二電感的另一端與第四電容的正極連接；第三電感的一端與第四電容的正極連接，第三電感的另一端與第二電流傳感器的測量正端連接；第四電感的一端與第三電容的負極連接，第四電感的另一端與第四電容的負極連接；第四電容的正極與第二電感的另一端連接，第四電容的負極與第四電感的另一端連接；第五電感的一端與第四電容的負極連接，第五電感的另一端與單相電網(wǎng)的零線接線端連接。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，第三功率管與第四功率管為P溝道功率管。

再者，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，第一功率管與第二功率管為N溝道功率管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電微型逆變器裝置的有益效果為：

1、采用單級式拓撲結(jié)構(gòu)，利用兩個正激變換器在電網(wǎng)電壓的正半波周期內(nèi)與負半波周期內(nèi)交替工作，并通過第三功率管與第四功率管進行并網(wǎng)電流換向，減少了逆變器裝置中功率管的使用數(shù)目，從而提高了逆變器裝置的可靠性；

2、通過對并網(wǎng)電流設(shè)定值的擾動實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電的最大功率跟蹤控制，從而可省去傳統(tǒng)逆變器裝置中用于最大功率跟蹤的DC-DC變換器。

附圖說明

通過參考以下結(jié)合附圖的說明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對本實用新型的更全面理解，本實用新型的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為根據(jù)本實用新型實施例的風(fēng)力發(fā)電微型逆變器裝置的結(jié)構(gòu)圖。

其中的附圖標記包括：第一正激變換器1、第二正激變換器2、LC濾波器3、RCD吸收電路4、LCL濾波器5、第一驅(qū)動模塊6、第二驅(qū)動模塊7、轉(zhuǎn)速傳感器WT、第一電壓傳感器UT1、第二電壓傳感器UT2、第三電壓傳感器UT3、第一電流傳感器CT1、第二電流傳感器CT2、MPU控制器8、整流器9、單相電網(wǎng)10、永磁直驅(qū)風(fēng)機GS、第一二極管～第五二極管D1～D5、第一功率管～第四功率管Q1～Q4、第一電容～第四電容C1～C4、第一電感～第五電感L1～L5、第一正激變壓器TX1、第二正激變壓器TX2、電阻R。

具體實施方式

在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實現(xiàn)這些實施例。在其它例子中，為了便于描述一個或多個實施例，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以方框圖的形式示出。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例進行詳細描述。

圖1示出了根據(jù)本實用新型實施例的風(fēng)力發(fā)電微型逆變器裝置的結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，本實用新型實施例提供的風(fēng)力發(fā)電微型逆變器裝置，包括：第一正激變換器1、第二正激變換器2、LC濾波器3、RCD吸收電路4、LCL濾波器5、第一驅(qū)動模塊6、第二驅(qū)動模塊7、轉(zhuǎn)速傳感器WT、第一電壓傳感器UT1、第二電壓傳感器UT2、第三電壓傳感器UT3、第一電流傳感器CT1、第二電流傳感器CT2、第三功率管Q3、第四功率管Q4和MPU控制器8；其中，第一電流傳感器CT1的測量正端與永磁直驅(qū)風(fēng)機GS中的整流器9的單相輸出正端連接，第一電流傳感器CT1的測量負端與LC濾波器3的輸入正端連接，第一電流傳感器CT1的測量信號輸出端與MPU控制器8連接；LC濾波器3的輸入負端與整流器9的單相輸出負端連接，LC濾波器3的輸出正端與RCD吸收電路4的第一端連接，LC濾波器3的輸出負端與第一正激變換器1的輸入負端連接。

RCD吸收電路4的第二端與第一正激變換器1的輸入正端連接，RCD吸收電路4的第三端分別與第一正激變換器1中第一功率管Q1的漏極以及第二正激變換器2中第二功率管Q2的漏極連接。

第一正激變換器1的輸出正端與LCL濾波器5的輸入正端連接，第一正激變換器1的輸出負端與第二正激變換器2的輸出負端連接。

第三功率管Q3的漏極與第一正激變換器1的輸出正端連接，第三功率管Q3的源極與第一正激變換器1的輸出負端連接，第三功率管Q3的柵極與第二驅(qū)動模塊7的第一輸出端連接。

第二正激變換器2的輸入正端與LC濾波器3的輸出正端連接，第二正激變換器2的輸入負端與LC濾波器3的輸出負端連接，第二正激變換器2的輸出正端與LC濾波器3的輸入負端連接，第二正激變換器2的輸出負端與第一正激變換器1的輸出負端連接。

第四功率管Q4的漏極與第二正激變換器2的輸出正端連接，第四功率管Q4的源極與第二正激變換器2的輸出負端連接，第四功率管Q4的柵極與第二驅(qū)動模塊7的第二輸出端連接。

LCL濾波器5的輸入負端與第二正激變換器2的輸出正端連接，LCL濾波器5的輸出正端與第二電流傳感器CT2的測量正端連接，LCL濾波器5的輸出負端與單相電網(wǎng)10的零線接線端連接。

第一驅(qū)動模塊6的第一輸出端與第一功率管Q1的柵極連接，第一驅(qū)動模塊6的第二輸出端與第二功率管Q2的柵極連接，第一驅(qū)動模塊6的第一輸入端和第二輸入端分別與MPU控制器8連接。

第二驅(qū)動模塊7的第一輸出端與第三功率管Q3的柵極連接，第二驅(qū)動模塊7的第二輸出端與第四功率管Q4的柵極連接，第二驅(qū)動模塊7的第一輸入端和第二輸入端分別與MPU控制器8連接。

轉(zhuǎn)速傳感器WT的兩個輸入端分別與永磁直驅(qū)風(fēng)機GS三相輸出端中的兩個輸出端連接，轉(zhuǎn)速傳感器WT的測量信號輸出端與MPU控制器8連接。

第一電壓傳感器UT1的測量正端與LC濾波器3中第一電容C1的正極連接，第一電壓傳感器UT1的測量負端與第一電容C1的負極連接，第一電壓傳感器UT1的測量信號輸出端與MPU控制器8連接。

第二電壓傳感器UT2的測量正端與LCL濾波器5中第四電容C4的正極連接，第二電壓傳感器UT2的測量負端與第四電容C4的負極連接，第二電壓傳感器UT2的測量信號輸出端與MPU控制器8連接。

第三電壓傳感器UT3的測量正端與單相電網(wǎng)10的火線接線端連接，第三電壓傳感器UT3的測量負端與單相電網(wǎng)10的零線接線端連接，第三電壓傳感器UT3的測量信號輸出端與MPU控制器8連接。

第二電流傳感器CT2的測量正端與LCL濾波器5的輸出正端連接，第二電流傳感器CT2的測量負端與單相電網(wǎng)10的火線接線端連接，第二電流傳感器CT2的測量信號輸出端與MPU控制器8連接。

MPU控制器8分別與第一驅(qū)動模塊6的第一輸入端、第二輸入端以及第二驅(qū)動模塊7的第一輸入端、第二輸入端連接，還分別與轉(zhuǎn)速傳感器WT、第一電壓傳感器UT1、第二電壓傳感器UT2、第三電壓傳感器UT3和第二電流傳感器CT2的測量信號輸出端連接。

LC濾波器3包括：第一電感L1和第一電容C1；其中，第一電感L1的一端與第一電流傳感器CT1的測量負端連接，第一電感L1的另一端與RCD吸收電路4的第一端連接；第一電容C1的正極與RCD吸收電路4的第一端連接，第一電容C1的負極與整流器9的單相輸出負端連接。

RCD吸收電路4包括：電阻R、第二電容C2和第二二極管D2；其中，電阻R的一端與LC濾波器3的輸出正端連接，電阻R的另一端與第二二極管D2的陰極連接；第二電容C2的正極與第二二極管D2的陰極連接，第二電容C2的負極與LC濾波器3的輸出正端連接；第二二極管D2的陽極分別與第一功率管Q1的漏極以及第二功率管Q2的漏極連接，第二二極管D2的陰極與電阻R的另一端連接，第二二極管D2的陰極還與第二電容C2的正極連接。

第一正激變換器1包括：第一正激變壓器TX1、第一功率管Q1、第一二極管D1和第三二極管D3；其中，第一正激變壓器TX1的輸入正端與RCD吸收電路4的第二端連接，第一正激變壓器TX1的輸入負端與第一功率管Q1的漏極連接，第一正激變壓器TX1的輸出正端與第一二極管D1的陰極連接，第一正激變壓器TX1的輸出負端與第三二極管D3的陰極連接；第一功率管Q1的源極與LC濾波器3的輸出負端連接，第一功率管Q1的柵極與第一驅(qū)動模塊6的第一輸出端連接；第一二極管D1的陽極與LCL濾波器5的輸入正端連接，第一二極管D1的陰極與第一正激變壓器TX1的輸出正端連接；第三二極管D3的陽極與LCL濾波器5的輸入正端連接，第三二極管D3的陰極與第一正激變壓器TX1的輸出負端連接。

第二正激變換器2包括：第二正激變壓器TX2、第二功率管Q2、第四二極管D4和第五二極管D5；其中，第二正激變壓器TX2的輸入正端與LC濾波器3的輸出正端連接，第二正激變壓器TX2的輸入負端與第二功率管Q2的漏極連接，第二正激變壓器TX2的輸出正端與第四二極管D4的陰極連接，第二正激變壓器TX2的輸出負端與第五二極管D5的陰極連接；第二功率管Q2的源極與LC濾波器3的輸出負端連接，第二功率管Q2的柵極與第一驅(qū)動模塊6的第二輸出端連接；第四二極管D4的陽極與LCL濾波器5的輸入負端連接，第四二極管D4的陰極與第二正激變壓器TX2的輸出正端連接；第五二極管D5的陽極與LCL濾波器5的輸入負端連接，第五二極管D5的陰極與第二正激變壓器TX2的輸出負端連接。

LCL濾波器5包括：第三電容C3、第四電容C4、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4和第五電感L5；其中，第三電容C3的正極與第一正激變換器1的輸出正端連接，第三電容C3的負極與第二正激變換器2的輸出正端連接；第二電感L2的一端與第三電容C3的正極連接，第二電感L2的另一端與第四電容C4的正極連接；第三電感L3的一端與第四電容C4的正極連接，第三電感L3的另一端與第二電流傳感器CT2的測量正端連接；第四電感L4的一端與第三電容C3的負極連接，第四電感L4的另一端與第四電容C4的負極連接；第四電容C4的正極與第二電感L2的另一端連接，第四電容C4的負極與第四電感L4的另一端連接；第五電感L5的一端與第四電容C4的負極連接，第五電感L5的另一端與單相電網(wǎng)10的零線接線端連接。

上述的第三功率管Q3與第四功率管Q4為P溝道功率管。

上述的第一功率管Q1與第二功率管Q2為N溝道功率管。

在本實用新型的一個具體實施方式中，永磁直驅(qū)風(fēng)機GS的風(fēng)輪直徑為1.3m，額定功率為300W，額定電壓為24V，額定轉(zhuǎn)速800r/min，啟動風(fēng)速1m/s，額定風(fēng)速10m/s，整流器9的型號為SQL50A/1000V。MPU控制器8選用TI公司的高性能浮點數(shù)字信號處理器TMS320F28335；第一正激變壓器TX1與第二正激變壓器TX2均選用變比為12的變壓器；第一功率管Q1與第二功率管Q2的型號為TK50X15J1，第三功率管Q3與第四功率管Q4的型號為FQD3P50；第一電容C1選用2200uF的電解電容，第二電容C2選用0.47uF的無極性電容，第三電容C3與第四電容C4選用0.1uf的無極性電容；第一電感L1選用1mH的電感，LCL濾波器中的第二電感L2與第四電感L4選用0.5mH的電感，第三電感L3與第五電感L5選用0.1mH的電感；第一至第五二極管D1～D5的型號為C2D05120E；電阻R選用0.1歐姆的電阻；第一驅(qū)動模塊6與第二驅(qū)動模塊7的型號為MCP14E4；第一至第三電壓傳感器UT1～UT3采用霍爾電壓傳感器CHV-25P；第一電流傳感器CT1與第二電流傳感器CT2采用霍爾電流傳感器ACS712ELCTR-058-1；轉(zhuǎn)速傳感器WT采用電壓過零檢測式頻率計。

如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本實用新型提出的風(fēng)力發(fā)電微型逆變器裝置。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對于上述本實用新型所提出的風(fēng)力發(fā)電微型逆變器裝置，還可以在不脫離本實用新型內(nèi)容的基礎(chǔ)上對其中的實現(xiàn)細節(jié)做出各種改進。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。