一種用于風(fēng)力發(fā)電的電壓跌落發(fā)生器

系統(tǒng)的IGBT驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路包括IGBT驅(qū)動(dòng)電路、IGBT開通死區(qū)電路和IGBT過流保護(hù)電路。
IGBT驅(qū)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開通死區(qū)電路的作用是在IGBT雙向開關(guān)I、II的開通和關(guān)斷動(dòng)作之間造成死區(qū)，防止2個(gè)IGBT雙向開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通造成調(diào)壓器的原、副邊短路，如圖4所示。IGBT雙向開關(guān)I、II的開通死區(qū)時(shí)間可以通過改變死區(qū)電路中的電阻值或者電容值來調(diào)節(jié)。電壓跌落與恢復(fù)指令信號(hào)DIP既可來自DSP，也可以來自手動(dòng)開關(guān)。

IGBT過流保護(hù)電路使用電流檢測(cè)法以保護(hù)機(jī)組系統(tǒng)的安全。由電流傳感器檢測(cè)電壓跌落發(fā)生器的輸出電流，若出現(xiàn)瞬時(shí)過流，則驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)入軟關(guān)斷狀態(tài)以避免IGBT過流損壞。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
根據(jù)本文提出的電壓跌落發(fā)生器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。圖5所示為帶三相電阻負(fù)載的實(shí)驗(yàn)波形，圖中方波為電壓跌落與DIP恢復(fù)指令信號(hào)，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(duì)稱跌落至30%的實(shí)驗(yàn)波形，調(diào)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(fù)300 ms的波形圖。
圖5(c)是三相電壓對(duì)稱跌落至15%的實(shí)驗(yàn)波形，調(diào)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(duì)稱跌落的實(shí)驗(yàn)波形，其中負(fù)序分量含20%，電壓跌落200 ms之后恢復(fù)正常。
通過實(shí)驗(yàn)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(xù)時(shí)間可從20 μs到任意時(shí)間；可以實(shí)現(xiàn)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(jì)算機(jī)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(diào)壓器的原、副邊之間切換來實(shí)現(xiàn)電壓跌落，且電壓跌落的持續(xù)時(shí)間、跌落深度、起止相位和跌落類型均可控，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(yàn)結(jié)果表明，此電壓跌落發(fā)生器既能產(chǎn)生對(duì)稱電壓跌落故障，也能產(chǎn)生不對(duì)稱電壓跌落故障，并能夠模擬圖1中所示電網(wǎng)規(guī)范規(guī)定的各種電網(wǎng)電壓故障，除了可用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)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(cè)試和研究。