基于DSP的風(fēng)力發(fā)電逆變電源的研究

摘要：風(fēng)電是一種清潔、經(jīng)濟、充足、安全的能源，它的提出不僅解決了我國能源和環(huán)境的問(wèn)題，同時(shí)也符合我國可持續發(fā)展戰略的需要。基于DSP的風(fēng)力發(fā)電逆變電源是專(zhuān)門(mén)為用于風(fēng)力發(fā)電設計的，它針對風(fēng)力的不穩定性以及風(fēng)力發(fā)電環(huán)境的特殊性，加入了各種保護電路以及反饋電路，最后經(jīng)過(guò)逆變電路和整流濾波電路輸出用于民用的穩定電壓。介紹了主控芯片TMS320LF2407的特點(diǎn)，給出了系統設計的軟硬件結構，并通過(guò)試驗驗證了系統的可行性。
關(guān)鍵詞：DSP風(fēng)力發(fā)電；逆變電源；TMS320LF2407

近年來(lái)，隨著(zhù)經(jīng)濟和社會(huì )的迅速發(fā)展，我國的能源供需缺口不斷擴大，能源供應緊張。不僅如此，我國面臨能源和環(huán)境的雙重巨大壓力，保持清潔、經(jīng)濟、充足、安全的能源供應是我國經(jīng)濟發(fā)展長(cháng)期需要面對的重要問(wèn)題。取之不盡的清潔能源是根本解決我國能源問(wèn)題的主要途徑之一。目前風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能的部分技術(shù)已逐漸成熟，有望成為解決我國能源缺口和環(huán)境污染的重要途徑。
鑒予這種情況，對用于風(fēng)力發(fā)電的逆變電源的研究有很大的現實(shí)意義。逆變電源也是一種產(chǎn)生交流電的裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)；變頻，逆變電源能將市電轉換為用戶(hù)所需頻率的交流電；變相，逆變電源能將單相交流電轉換成三相交流電，也能將三相交流電轉換成單相交流電；逆變電源能將直流電轉換成交流電；逆變電源能將低質(zhì)量的市電轉換成高質(zhì)量的穩壓穩頻的交流電。也正由于這些特點(diǎn)逆變電源將取代旋轉型變流機組。

1 系統硬件
用于風(fēng)力發(fā)電的逆變電源的系統框圖如圖1所示，它由主電路和控制電路兩部分組成。其中，控制電路以DSP為核心，驅動(dòng)電路、保護屯路、通信顯示電路以及采樣反饋等電路均為控制電路的外圍電路。

2 電路的設計
風(fēng)力發(fā)電逆變電源的主電路圖如圖2所示，主要包括整流濾波部分、逆變吸收部分、變壓器及濾波電路等，其中逆變吸收部分是整個(gè)主電路的核心。本文采用的逆變器為單相全橋逆變電路，當輸出交流側接阻感負載時(shí)需要提供無(wú)功功率，因此在每個(gè)IGBT的集電極與發(fā)射極間并聯(lián)了快恢復二極管，以便為無(wú)功功率提供通道，為了防止逆變器因死區時(shí)間不合適造成上下橋臂直通短路、輸出負載端短路或者變壓器嚴重偏磁飽和時(shí)導致的初級組過(guò)流等現象，需在逆變橋前串一個(gè)熔斷器，以起保護作用。整流濾波部分主要給逆變橋提供無(wú)波紋的直流輸入電壓。吸收電路主要用于吸收因直流母線(xiàn)分布電感的存在，導致的開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的尖峰電壓。變壓器主要用于電氣隔離或變壓。