一種用于風(fēng)力發(fā)電的電壓跌落發(fā)生器

系統的IGBT驅動(dòng)與保護電路包括IGBT驅動(dòng)電路、IGBT開(kāi)通死區電路和IGBT過(guò)流保護電路。
IGBT驅動(dòng)電路芯片是三菱公司的M57962AL，它采用+15 V與－10 V雙電源供電，使關(guān)斷更為可靠[5]。
IGBT開(kāi)通死區電路的作用是在IGBT雙向開(kāi)關(guān)I、II的開(kāi)通和關(guān)斷動(dòng)作之間造成死區，防止2個(gè)IGBT雙向開(kāi)關(guān)同時(shí)導通造成調壓器的原、副邊短路，如圖4所示。IGBT雙向開(kāi)關(guān)I、II的開(kāi)通死區時(shí)間可以通過(guò)改變死區電路中的電阻值或者電容值來(lái)調節。電壓跌落與恢復指令信號DIP既可來(lái)自DSP，也可以來(lái)自手動(dòng)開(kāi)關(guān)。

IGBT過(guò)流保護電路使用電流檢測法以保護機組系統的安全。由電流傳感器檢測電壓跌落發(fā)生器的輸出電流，若出現瞬時(shí)過(guò)流，則驅動(dòng)芯片進(jìn)入軟關(guān)斷狀態(tài)以避免IGBT過(guò)流損壞。
3 實(shí)驗結果
根據本文提出的電壓跌落發(fā)生器的拓撲結構和控制方法進(jìn)行了實(shí)驗驗證。圖5所示為帶三相電阻負載的實(shí)驗波形，圖中方波為電壓跌落與DIP恢復指令信號，3條正弦波為三相電阻兩端的電壓波形。

圖5(a)、(b)是三相電壓對稱(chēng)跌落至30%的實(shí)驗波形，調壓器原邊輸入電壓為110 V。圖5(a)是電壓跌落瞬間的波形放大圖，圖5(b)是控制電壓跌落200 ms后恢復300 ms的波形圖。
圖5(c)是三相電壓對稱(chēng)跌落至15%的實(shí)驗波形，調壓器原邊輸入電壓為220 V。第2行為跌落瞬間波形放大,可以看出電壓跌落僅用了20 μs。
圖5(d)是三相電壓不對稱(chēng)跌落的實(shí)驗波形，其中負序分量含20%，電壓跌落200 ms之后恢復正常。
通過(guò)實(shí)驗可知本電壓跌落發(fā)生器的電壓變化范圍為0%～140%；電壓跌落持續時(shí)間可從20 μs到任意時(shí)間；可以實(shí)現任意單相、兩相跌落或者三相同時(shí)跌落；跌落觸發(fā)方式可用手動(dòng)或計算機定時(shí)觸發(fā)。
本文介紹了一種用于風(fēng)力發(fā)電的電壓跌落發(fā)生器。利用可控器件IGBT在調壓器的原、副邊之間切換來(lái)實(shí)現電壓跌落，且電壓跌落的持續時(shí)間、跌落深度、起止相位和跌落類(lèi)型均可控，具有操作簡(jiǎn)單、可靠性高、實(shí)時(shí)性好、成本較低等特點(diǎn)。
實(shí)驗結果表明，此電壓跌落發(fā)生器既能產(chǎn)生對稱(chēng)電壓跌落故障，也能產(chǎn)生不對稱(chēng)電壓跌落故障，并能夠模擬圖1中所示電網(wǎng)規范規定的各種電網(wǎng)電壓故障，除了可用于風(fēng)力發(fā)電系統之外，還適用于其他電氣、電子產(chǎn)品在電網(wǎng)電壓故障情況下的性能測試和研究。