[go: up one dir, main page]

RU2721013C2 - Preliminary charging of capacitor bank - Google Patents

Preliminary charging of capacitor bank Download PDF

Info

Publication number
RU2721013C2
RU2721013C2 RU2016147318A RU2016147318A RU2721013C2 RU 2721013 C2 RU2721013 C2 RU 2721013C2 RU 2016147318 A RU2016147318 A RU 2016147318A RU 2016147318 A RU2016147318 A RU 2016147318A RU 2721013 C2 RU2721013 C2 RU 2721013C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
capacitor bank
power switch
voltage
charging
Prior art date
Application number
RU2016147318A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016147318A (en
RU2016147318A3 (en
Inventor
Лунхуэй Шень
Сяньфын ЧЗАН
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Priority to RU2016147318A priority Critical patent/RU2721013C2/en
Publication of RU2016147318A publication Critical patent/RU2016147318A/en
Publication of RU2016147318A3 publication Critical patent/RU2016147318A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2721013C2 publication Critical patent/RU2721013C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/11Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: disclosed are systems and methods for preliminary charging of capacitor bank. Power switch and the current limiting device are connected in series between the power supply and the capacitor bank. Force key is controlled to limit peak charging current applied to capacitor bank during pre-charging process. Disturbance of the pulse signal can be modified based on the measured current flowing into the current-limiting device. At that, control over voltage on capacitor bank may also be performed, and the preliminary charging procedure can be terminated when the controlled voltage reaches a threshold value.
EFFECT: preliminary charging of capacitor bank is proposed.
20 cl, 7 dwg

Description

Область техникиTechnical field

[0001] Настоящее изобретение относится, в общем, к ветровым турбинам, в частности, к системам и способам предварительной зарядки конденсаторной батарее в ветровой турбине.[0001] The present invention relates generally to wind turbines, in particular to systems and methods for precharging a capacitor bank in a wind turbine.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Энергия ветра считается одним из самых «чистых» и экологичных источников энергии из существующих на сегодняшний день, и, соответственно, по этой причине ветровые турбины привлекают все больше внимания.[0002] Wind energy is considered one of the cleanest and most environmentally friendly energy sources available today, and accordingly, for this reason, wind turbines are attracting more and more attention.

Современная ветровая турбина, как правило, имеет в своем составе башню, генератор, трансмиссию, гондолу и одну или более лопастей ротора. Лопасти ротора перехватывают кинетическую энергию ветра с использованием общеизвестного принципа крыла и передают эту кинетическую энергию, посредством вращательной энергии, которая вращает вал, связанный с лопастями ротора, на трансмиссию, или, если трансмиссию не используют, непосредственно на генератор. Затем генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию, которая может быть подана в электросеть.A modern wind turbine typically comprises a tower, a generator, a transmission, a nacelle and one or more rotor blades. The rotor blades intercept the kinetic energy of the wind using the well-known principle of the wing and transfer this kinetic energy through rotational energy, which rotates the shaft connected to the rotor blades, to the transmission, or, if the transmission is not used, directly to the generator. Then the generator converts mechanical energy into electrical energy, which can be supplied to the mains.

[0003] При работе ветровой турбины различные ее компоненты подвергаются переменным нагрузкам, возникающим в результате аэродинамической нагрузки на лопасти под воздействием ветра. Нагрузка на лопасти зависит от скорости ветра, окружной скорости лопастей и/или угла наклона лопастей. Окружная скорость равна отношению скорости вращения лопасти к скорости ветра. Может быть необходимым управление ветровой турбиной на основе сигналов, отражающих окружную скорость (например, различных показаний скорости), с целью регулировки нагрузки на лопасти ротора ветровой турбины и/или с целью повышения выработки электроэнергии ветровой турбиной.[0003] During the operation of a wind turbine, its various components are subjected to variable loads resulting from aerodynamic loads on the blades under the influence of wind. The load on the blades depends on the wind speed, the peripheral speed of the blades and / or the angle of inclination of the blades. The peripheral speed is equal to the ratio of the speed of rotation of the blade to the speed of the wind. It may be necessary to control the wind turbine based on signals reflecting peripheral speed (for example, different speed readings), in order to adjust the load on the rotor blades of the wind turbine and / or to increase the power generation of the wind turbine.

[0004] Для снижения нагрузки на лопасти ротора были разработаны различные способы и устройства, позволяющие при их помощи снимать часть нагрузки с лопастей ротора. Такие способы и устройства включают например, изменение угла наклона лопастей ротора и/или снижение крутящего момента генератора при его работе. Соответственно, многие ветровые турбины имеют в своем составе контроллер турбины, который позволяет управлять ветровой турбиной различным образом в зависимости от относительной скорости конца лопасти и ветровой нагрузки на турбину. К примеру, в условиях непостоянных условий эксплуатации, ветровая турбина может регулировать крутящий момент генератора и/или угол наклона лопастей ротора с целью регулировки относительной скорости конца лопасти таким образом, чтобы она совпадала с уставкой относительной скорости конца лопасти, в целях увеличения объема энергии, захватываемого ветровой турбиной.[0004] To reduce the load on the rotor blades, various methods and devices have been developed that allow using them to remove part of the load from the rotor blades. Such methods and devices include, for example, changing the angle of inclination of the rotor blades and / or reducing the torque of the generator during its operation. Accordingly, many wind turbines include a turbine controller that allows you to control the wind turbine in various ways depending on the relative speed of the end of the blade and the wind load on the turbine. For example, under variable operating conditions, the wind turbine can adjust the generator torque and / or the angle of inclination of the rotor blades in order to adjust the relative speed of the end of the blade so that it coincides with the relative speed of the end of the blade in order to increase the amount of energy captured wind turbine.

[0005] Управление углом наклона лопастей ротора может выполняться, к примеру, при помощи двигателя для регулировки угла наклона лопастей относительно ветра. Двигатель регулировки угла наклона лопастей относительно ветра может быть двигателем постоянного тока (direct current, DC), запитанным от преобразователя постоянного тока в постоянный. Как правило, двигатель регулировки угла наклона лопастей относительно ветра имеет в своем составе источник постоянного тока, схему управления, инверторный мост и/или конденсаторную батарею, содержащую одно или более конденсаторных устройств. Из-за высокой емкости конденсаторной батареи для ограничения амплитуды бросков тока при включении может применяться схема предварительной зарядки в сочетании с шунтирующим контактором.[0005] The control of the angle of inclination of the rotor blades can be performed, for example, using an engine to adjust the angle of inclination of the blades relative to the wind. The motor for adjusting the angle of inclination of the blades relative to the wind can be a direct current (DC) motor powered from a direct current to direct current converter. As a rule, the engine for adjusting the angle of inclination of the blades relative to the wind includes a direct current source, a control circuit, an inverter bridge and / or a capacitor bank containing one or more capacitor devices. Due to the high capacity of the capacitor bank, a pre-charge circuit in combination with a shunt contactor can be used to limit the amplitude of the inrush currents when switched on.

[0006] Традиционные схемы предварительной зарядки могут содержать высокомощные резисторы, термисторы с положительным температурным коэффициентом (positive temperature coefficient, PTC), трансформаторы, источники переключающего тока, источники линейного тока или другие схемные конфигурации для ограничения тока, подаваемого на конденсаторную батарею. Однако такие методы предварительной зарядки могут быть неэффективными, времязатратными и/или сложными в реализации.[0006] Conventional pre-charging circuits may include high-power resistors, positive temperature coefficient thermistors (PTCs), transformers, switching current sources, line current sources, or other circuit configurations to limit the current supplied to the capacitor bank. However, such precharge methods may be inefficient, time consuming and / or difficult to implement.

[0007] Соответственно, необходимы системы и способы предварительной зарядки конденсаторной батареи простым, эффективным и регулируемым образом.[0007] Accordingly, systems and methods for precharging a capacitor bank are needed in a simple, efficient, and adjustable manner.

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

[0008] Некоторые из аспектов и преимуществ вариантов осуществления настоящего изобретения будут рассмотрены в приведенном ниже описании, могут быть найдены на основе этого описания или могут быть найдены при практическом применении вариантов осуществления настоящего изобретения.[0008] Some of the aspects and advantages of embodiments of the present invention will be discussed in the description below, may be found based on this description, or may be found in the practical application of embodiments of the present invention.

[0009] Один из аспектов настоящего изобретения относится к системе предварительной зарядки конденсаторной батареи. Система содержит силовой ключ, последовательно подключенный к входному источнику постоянного тока, и токоограничивающее устройство, включенное последовательно между силовым ключом и конденсаторной батареей, содержащей одно или более конденсаторных устройств. Система также содержит первое устройство управления, сконфигурированное для управления работой силового ключа при помощи приема одного или более сигналов, указывающих на ток зарядки, связанный с конденсаторной батареей, и для управления работой силового ключа по меньшей мере частично на основе тока зарядки. Система также содержит второе устройство управления, сконфигурированное для измерения напряжения на конденсаторной батарее, а также для управления работой первого устройства управления по меньшей мере частично на основе измеренного напряжения на конденсаторной батарее.[0009] One aspect of the present invention relates to a precharge system for a capacitor bank. The system comprises a power switch connected in series to an input DC source and a current limiting device connected in series between the power switch and a capacitor bank containing one or more capacitor devices. The system also includes a first control device configured to control the operation of the power switch by receiving one or more signals indicative of the charging current associated with the capacitor bank, and to control the operation of the power switch at least partially based on the charging current. The system also includes a second control device configured to measure the voltage on the capacitor bank, and also to control the operation of the first control device at least partially based on the measured voltage on the capacitor bank.

[0010] Еще один аспект настоящего изобретения относится к способу управления предварительной зарядкой конденсаторной батареи, содержащей одно или более конденсаторных устройств. Конденсаторная батарея включена последовательно силовому ключу и токоограничивающему устройству между источником электроэнергии и конденсаторной батареей. Способ включает подачу, источником электропитания, входного постоянного тока для использования при зарядке конденсаторной батареи. Способ также включает контроль величины постоянного тока, втекающего в токоограничивающее устройство. Способ также включает управление, с возможностью выбора, работой силового ключа таким образом, что когда величина постоянного тока достигает порогового значения тока, силовой ключ размыкают. Способ также включает контроль напряжения на конденсаторной батарее. Способ также включает, когда напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения, прекращение предварительной зарядки конденсаторной батареи таким образом, чтобы выполнялось шунтирование токоограничивающего устройства.[0010] Another aspect of the present invention relates to a method for controlling the pre-charging of a capacitor bank comprising one or more capacitor devices. The capacitor bank is connected in series with the power switch and the current limiting device between the power source and the capacitor bank. The method includes supplying, by a power source, a DC input for use when charging a capacitor bank. The method also includes monitoring the magnitude of the direct current flowing into the current limiting device. The method also includes controlling, with a choice, the operation of the power switch so that when the DC current reaches the threshold current value, the power switch is opened. The method also includes monitoring the voltage on the capacitor bank. The method also includes, when the voltage across the capacitor bank reaches a voltage threshold value, stopping pre-charging the capacitor bank so that a current limiting device is bypassed.

[0011] Еще один из примеров аспектов настоящего изобретения относится к ветротурбинной системе. Ветротурбинная система содержит ротор, статор и двигатель угла наклона одной или более лопастей ротора, связанных с этой системой. Ветротурбинная система также содержит одно или более устройств управления, сконфигурированных для предварительной зарядки конденсаторной батареи, связанной с двигателем регулировки угла наклона, при помощи запуска процесса предварительной зарядки конденсаторной батареи для контроля силы постоянного тока, втекающего в токоограничивающее устройство, которое включено последовательно между конденсаторной батареей и источником электропитания, для избирательного управления работой силового ключа таким образом, что когда величина постоянного тока достигает порогового значения тока, силовой ключ размыкают, что снижает величину тока, подаваемого на токоограничивающее устройство, контроль напряжения на конденсаторной батарее, и когда напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения, прекращение процесса предварительной зарядки.[0011] Another example of aspects of the present invention relates to a wind turbine system. The wind turbine system comprises a rotor, a stator, and a tilt motor of one or more rotor blades associated with this system. The wind turbine system also includes one or more control devices configured to precharge the capacitor bank associated with the tilt adjustment motor by starting the precharging process of the capacitor bank to control the direct current flowing into the current limiting device that is connected in series between the capacitor bank and the power supply, for selectively controlling the operation of the power switch so that when the DC current reaches the threshold current value, the power switch is opened, which reduces the amount of current supplied to the current-limiting device, monitoring the voltage on the capacitor bank, and when the voltage on the capacitor bank reaches the threshold voltage values, termination of the pre-charge process.

[0012] В рассмотренных примерах осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены различные изменения и модификации.[0012] In the considered embodiments of the present invention, various changes and modifications may be made.

[0013] Для более детального понимания этих и других отличительных особенностей, аспектов и преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения следует обратиться к приведенному ниже описанию и приложенной формуле изобретения. На приложенных чертежах, которые входят в состав настоящего описания и являются его неотъемлемой частью, проиллюстрированы варианты осуществления настоящего изобретения. Приложенные чертежи, вместе с описанием, служат для разъяснения замысла настоящего изобретения.[0013] For a more detailed understanding of these and other distinguishing features, aspects and advantages of various embodiments of the present invention, reference should be made to the description below and the attached claims. The accompanying drawings, which are part of the present description and are an integral part thereof, illustrate embodiments of the present invention. The accompanying drawings, together with a description, serve to clarify the intent of the present invention.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

[0014] Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенное для специалистов в данной области техники, приведено ниже на примерах приложенных чертежей, среди которых:[0014] A detailed description of embodiments of the present invention, intended for specialists in this field of technology, is given below in the examples of the attached drawings, among which:

[0015] на фиг. 1 показан перспективный вид примера ветровой турбины в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения;[0015] in FIG. 1 is a perspective view of an example of a wind turbine in accordance with embodiments of the present invention;

[0016] на фиг. 2 показан внутренний вид типовой гондолы ветровой турбины в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения;[0016] in FIG. 2 shows an internal view of a typical wind turbine nacelle in accordance with embodiments of the present invention;

[0017] на фиг. 3 показан общий вид примера системы управления двигателем регулировки угла наклона в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения;[0017] in FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of a tilt adjustment engine control system in accordance with embodiments of the present invention;

[0018] на фиг. 4 показана блок-схема типового контроллера в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения;[0018] in FIG. 4 is a block diagram of a typical controller in accordance with embodiments of the present invention;

[0019] на фиг. 5 показан общий вид примера системы управления предварительной зарядкой для конденсаторной батареи в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения;[0019] in FIG. 5 is a perspective view showing an example of a precharge control system for a capacitor bank in accordance with embodiments of the present invention;

[0020] на фиг. 6 показан пример графика тока зарядки, подаваемого на конденсаторную батарею, в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения; и[0020] in FIG. 6 shows an example of a graph of a charging current supplied to a capacitor bank in accordance with embodiments of the present invention; and

[0021] на фиг. 7 показана блок-схема алгоритма способа предварительной зарядки конденсаторной батареи в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения.[0021] in FIG. 7 is a flow chart of a method for precharging a capacitor bank in accordance with embodiments of the present invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0022] Далее настоящее изобретение будет описано более подробно с помощью конкретных вариантов его осуществления, один или более из которых проиллюстрированы на приложенных чертежах. Каждый пример приведен в целях объяснения настоящего изобретения, а не его ограничения. Действительно, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в пределах сущности и объема настоящего изобретения могут быть выполнены множество различных изменений и модификаций. К примеру, отличительные признаки, проиллюстрированные или описанные в качестве части одного из вариантов осуществления настоящего изобретения, могут использоваться в комбинации с другим вариантом его осуществления, в результате чего может быть получен еще один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, подразумевается, что настоящее изобретение охватывает все подобные модификации и изменения, попадающие в объем пунктов приложенной формулы изобретения и их эквивалентов.[0022] The present invention will now be described in more detail using specific embodiments thereof, one or more of which are illustrated in the accompanying drawings. Each example is provided for the purpose of explaining the present invention, and not limiting it. Indeed, it will be apparent to those skilled in the art that many different changes and modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. For example, features illustrated or described as part of one embodiment of the present invention can be used in combination with another embodiment, whereby another embodiment of the present invention can be obtained. Thus, it is intended that the present invention covers all such modifications and changes that fall within the scope of the appended claims and their equivalents.

[0023] Примеры аспектов настоящего изобретения относятся к системам и способам предварительной зарядки конденсаторной батареи. К примеру, силовой ключ и токоограничивающее устройство, например, индуктивное устройство, могут быть включены между источником электропитания постоянного тока и конденсаторной батареей, содержащей одно или более конденсаторных устройств. Может выполняться управление работой силового ключа с целью ограничения пиковой величины тока зарядки, протекающего через токоограничивающее устройство в конденсаторную батарею. Когда напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения, процедура предварительной зарядки может быть прекращена. С этой целью может быть установлен шунтирующий контактор, таким образом, чтобы когда шунтирующий контактор замкнут, ток не протекал через схему предварительной зарядки (например, силовой ключ и токоограничивающее устройство).[0023] Examples of aspects of the present invention relate to systems and methods for precharging a capacitor bank. For example, a power switch and a current limiting device, such as an inductive device, may be included between a DC power source and a capacitor bank containing one or more capacitor devices. The operation of the power switch can be controlled to limit the peak value of the charging current flowing through the current limiting device to the capacitor bank. When the voltage on the capacitor bank reaches the threshold voltage value, the pre-charging procedure may be terminated. For this purpose, a bypass contactor can be installed so that when the bypass contactor is closed, current does not flow through the pre-charging circuit (for example, a power switch and a current limiting device).

[0024] В частности, силовой ключ может быть силовым ключом, управляемым с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ), например, полевым транзистором со структурой металл-оксид-полупроводник (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET), биполярным транзистором с изолированным затвором (IGBT), одним или более контактором, силовым реле или другим силовым ключом. Токоограничивающее устройство может быть индуктивным устройством (индуктором). Одно или более устройств управления могут управлять затвором MOSFET-транзистора, который является силовым ключом, по меньшей мере частично на основе величины тока, поданного на индуктор. К примеру, в вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых силовым ключом является MOSFET-транзистор, устройства управления могут управлять затвором MOSFET-транзистора по меньшей мере частично на основе величины тока, поданного на индуктор. Между MOSFET-транзистором и индуктором может быть последовательно включен датчик тока, например, резистор, трансформатор тока, преобразователь тока, устройство на эффекте Холла или другой датчик тока. Датчик тока может быть сконфигурирован для регистрации тока, поданного на индуктор, и для предоставления сигнала, указывающего на величину тока, в устройство управления, которое управляет затвором.[0024] In particular, the power switch may be a power switch controlled by pulse width modulation (PWM), for example, a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) field-effect transistor, bipolar an insulated gate transistor (IGBT), one or more contactors, a power relay, or another power switch. The current limiting device may be an inductive device (inductor). One or more control devices may control the gate of the MOSFET, which is a power switch, at least in part based on the amount of current supplied to the inductor. For example, in embodiments of the present invention in which the power switch is a MOSFET, the control devices can control the gate of the MOSFET at least in part based on the amount of current supplied to the inductor. A current sensor, for example, a resistor, a current transformer, a current converter, a Hall effect device or other current sensor, can be connected in series between a MOSFET transistor and an inductor. The current sensor may be configured to detect the current supplied to the inductor and to provide a signal indicative of the amount of current to the control device that controls the gate.

[0025] Как отмечалось выше, устройство управления, которое управляет затвором, может быть сконфигурировано для управления затвором MOSFET-транзистора при помощи метода ШИМ-модуляции. Таким образом, устройство управления, которое управляет затвором, может быть сконфигурировано для регулировки скважности сигнала, подаваемого на затвор MOSFET-транзистора, по меньшей мере частично на основе сигнала, отражающего величину тока. В настоящем документе «скважность» - это отношение времени, когда импульс сигнала находится в активном (например, «высоком») состоянии к полному периоду модуляции сигнала. В частности, для каждого периода модуляции импульсного сигнала устройство управления, которое управляет затвором, может быть сконфигурировано для перевода импульса сигнала в низкое состояние, когда измеряемый ток достигает текущего порога, в результате чего силовой ключ размыкается. В примерах осуществления настоящего изобретения пороговое значение тока может составлять между около 0,7 Ампер и около 1,5 Ампер. В настоящем документе выражение «около», при использовании в связи с числовыми значениями, следует трактовать как подразумевающее нахождение в пределах 30% от указанного численного значения. Когда силовой ключ разомкнут, ток не протекает через токоограничивающее устройство. При этом в момент начала непосредственно следующего периода модуляции импульс сигнала может быть переведен в высокое состояние, в результате чего силовой ключ будет замкнут.Когда силовой ключ замкнут, ток, протекающий через токоограничивающее устройство в конденсаторную батарею, начинает расти. Когда ток вновь достигнет порогового значения тока, импульс сигнала может быть переведен в низкое состояние, в результате чего силовой ключ будет разомнут.[0025] As noted above, a control device that controls the gate can be configured to control the gate of the MOSFET using a PWM modulation method. Thus, the control device that controls the gate can be configured to adjust the duty cycle of the signal supplied to the gate of the MOSFET, at least in part based on a signal reflecting the magnitude of the current. In this document, “duty cycle” is the ratio of the time when the signal pulse is in the active (for example, “high”) state to the full period of signal modulation. In particular, for each modulation period of the pulse signal, the control device that controls the gate can be configured to lower the signal pulse when the measured current reaches the current threshold, as a result of which the power switch opens. In embodiments of the present invention, the threshold current value may be between about 0.7 Amperes and about 1.5 Amperes. In this document, the term “about”, when used in connection with numerical values, should be interpreted as implying that it is within 30% of the indicated numerical value. When the power switch is open, no current flows through the current limiting device. In this case, at the beginning of the immediately following modulation period, the signal pulse can be brought to a high state, as a result of which the power switch will be closed. When the power switch is closed, the current flowing through the current-limiting device to the capacitor bank begins to increase. When the current reaches the threshold value of the current again, the signal pulse can be brought to a low state, as a result of which the power switch will be opened.

[0026] На протяжении всей процедуры предварительной зарядки напряжение на конденсаторной батарее увеличивается. Может выполняться контроль напряжения на конденсаторной батарее. Когда напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения, процедура предварительной зарядки может быть прекращена. К примеру, значение порога напряжения может составлять между около 60% и около 95% от входного напряжения постоянного тока. Таким образом, когда измеренное значение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения, может быть замкнут шунтирующий контактор, чтобы ток не протекал через токоограничивающее устройство.[0026] Throughout the pre-charging procedure, the voltage on the capacitor bank increases. The voltage monitoring on the capacitor bank may be performed. When the voltage on the capacitor bank reaches the threshold voltage value, the pre-charging procedure may be terminated. For example, the voltage threshold may be between about 60% and about 95% of the input DC voltage. Thus, when the measured value on the capacitor bank reaches a threshold voltage value, a bypass contactor can be closed so that no current flows through the current limiting device.

[0027] Далее, со ссылками на приложенные чертежи, будут более подробно описаны примеры осуществления настоящего изобретения. К примеру, на фиг. 1 показан вид в перспективе одного из вариантов осуществления ветровой турбины 10. В соответствии с иллюстрацией, ветровая турбина 10 включает, в основном, башню 12, стоящую на опорной поверхности 14, гондолу 16, установленную на башне 12, и ротор 18, связанный с гондолой 16. Ротор 18 включает вращающуюся ступицу 20 и по меньшей мере одну лопасть 22 ротора, связанную со ступицей 20 и выходящую из нее наружу. Например, в проиллюстрированном варианте осуществления настоящего изобретения ротор 18 включает три лопасти 22 ротора. Однако в одном из альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения ротор 18 может включать больше или меньше чем три лопасти 22 ротора. Все лопасти 22 ротора могут быть распределены по окружности вокруг ступицы 20 и могут способствовать вращению ротора 18, обеспечивая преобразование кинетической энергии ветра в полезную механическую энергию и затем - в электроэнергию. К примеру, ступица 20 может иметь вращательное соединение с электрическим генератором, размещенным внутри гондолы 16, и обеспечивать выработку электрической энергии.[0027] Next, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in more detail. For example, in FIG. 1 shows a perspective view of one embodiment of a wind turbine 10. In accordance with the illustration, the wind turbine 10 includes mainly a tower 12 standing on a supporting surface 14, a nacelle 16 mounted on a tower 12, and a rotor 18 connected to the nacelle 16. The rotor 18 includes a rotating hub 20 and at least one rotor blade 22 connected to the hub 20 and out of it. For example, in the illustrated embodiment of the present invention, the rotor 18 includes three rotor blades 22. However, in one alternative embodiment of the present invention, the rotor 18 may include more or less than three rotor blades 22. All rotor blades 22 can be distributed around a circle around the hub 20 and can contribute to the rotation of the rotor 18, providing the conversion of kinetic wind energy into useful mechanical energy and then into electric energy. For example, the hub 20 may have a rotational connection with an electric generator located inside the nacelle 16, and provide for the generation of electrical energy.

[0028] Ветровая турбина 10 может также содержать систему управления турбиной, которая имеет в своем составе контроллер турбины 26, размещенный в гондоле 16 или в другом месте и связанный с ветровой турбиной 10. В общем случае контроллер 26 турбины может содержать одно или более процессорных устройств. Так, в некоторых из вариантов осуществления настоящего изобретения, контроллер 26 турбины может включать соответствующие машиночитаемые инструкции, которые, при исполнении одним или более процессорными устройствами, конфигурируют контроллер 26 для выполнения различных функций, таких как прием, передача и/или исполнение сигналов управления ветровой турбиной. При этом сам контроллер 26 турбины может быть в общем случае сконфигурирован для управления различными режимами работы (например, последовательностями операций по пуску или останову) и/или компонентами ветровой турбины 10.[0028] The wind turbine 10 may also comprise a turbine control system that includes a turbine controller 26 located in the nacelle 16 or elsewhere and connected to the wind turbine 10. In general, the turbine controller 26 may include one or more processor devices . So, in some of the embodiments of the present invention, the turbine controller 26 may include appropriate machine-readable instructions that, when executed by one or more processor devices, configure the controller 26 to perform various functions, such as receiving, transmitting and / or executing wind turbine control signals . In this case, the turbine controller 26 itself can be generally configured to control various operating modes (for example, start or stop sequences) and / or components of the wind turbine 10.

[0029] Например, контроллер 26 может быть сконфигурирован для управления углом наклона, или углом поворота, каждой из лопастей 22 ротора (например, углом, который определяет пространственное положение лопастей 22 ротора относительно направления 28 ветра) для управления нагрузки на лопасти 22 ротора при помощи регулировки углового положения по меньшей мере одной из лопастей 22 ротора относительно ветра. К примеру, контроллер 26 турбины может управлять углом наклона лопастей 22 ротора либо по отдельности, либо одновременно, при помощи передачи соответствующих сигналов, или команд, управления на различные приводы угла наклона или механизмы регулировки угла наклона, например, двигатель 32 регулировки угла наклона (фиг. 2) ветровой турбины 10. В частности, лопасти 22 ротора могут быть шарнирно закреплены на ступице 20 при помощи одного или более подшипников угла наклона (не показаны на чертеже), при этом угол наклона может регулироваться при помощи поворота лопастей 22 вокруг оси 34 лопасти с использованием двигателей 32 регулировки угла наклона.[0029] For example, the controller 26 may be configured to control the angle, or rotation angle, of each of the rotor blades 22 (for example, an angle that determines the spatial position of the rotor blades 22 relative to the wind direction 28) to control the load on the rotor blades 22 by adjusting the angular position of at least one of the rotor blades 22 with respect to the wind. For example, the turbine controller 26 can control the angle of inclination of the rotor blades 22 either individually or simultaneously, by transmitting the corresponding signals, or commands, to various angle drives or angle adjustment mechanisms, for example, the angle adjustment engine 32 (FIG. 2) a wind turbine 10. In particular, the rotor blades 22 can be pivotally mounted on the hub 20 using one or more tilt angle bearings (not shown in the drawing), while the tilt angle can be adjusted by rotating the blades 22 around the axis 34 of the blade using motors 32 adjust the angle of inclination.

[0030] При этом, когда направление 28 ветра изменяется, контроллер 26 турбины может быть сконфигурирован для управления направлением гондолы 16 по углу рыскания при помощи поворота вокруг оси 36 рыскания с целью расположения лопастей 22 ротора в соответствии с направлением 28 ветра, что позволяет управлять нагрузками, воздействующими на ветровую турбину 10. Например, контроллер 26 турбины может быть сконфигурирован для передачи сигналов управления или команд на механизм 38 управления рысканием (фиг. 2) ветровой турбины, в результате чего гондола 16 может поворачиваться вокруг оси 30 рыскания.[0030] In this case, when the wind direction 28 changes, the turbine controller 26 can be configured to control the direction of the nacelle 16 in the yaw angle by turning around the yaw axis 36 to arrange the rotor blades 22 in accordance with the wind direction 28, which allows controlling loads acting on the wind turbine 10. For example, the turbine controller 26 can be configured to transmit control signals or commands to the yaw control mechanism 38 (FIG. 2) of the wind turbine, whereby the nacelle 16 can rotate around the yaw axis 30.

[0031] Дополнительно, контроллер 26 турбины может быть сконфигурирован для управления крутящим моментом генератора 24 (фиг. 2). К примеру, контроллер 26 турбины может быть сконфигурирован для передачи сигналов или команд в генератор 24 с целью модулирования магнитного потока, формируемого в генераторе 24, что позволяет регулировать требуемый крутящий момент в генераторе 24. Подобное временное снижение мощности генератора 24 позволяет снизить скорость вращения лопастей 22 ротора, и соответственно, снизить воздействующие на них аэродинамические нагрузки, а также реактивные усилия, воздействующие на различные другие компоненты ветровой турбины 10.[0031] Additionally, the turbine controller 26 may be configured to control the torque of the generator 24 (FIG. 2). For example, the turbine controller 26 can be configured to transmit signals or commands to the generator 24 in order to modulate the magnetic flux generated in the generator 24, which allows you to adjust the required torque in the generator 24. Such a temporary reduction in the power of the generator 24 can reduce the speed of rotation of the blades 22 rotor, and accordingly, to reduce the aerodynamic loads acting on them, as well as the reactive forces acting on various other components of the wind turbine 10.

[0032] На фиг. 2 показан упрощенный внутренний вид одного из вариантов осуществления гондолы 16 ветровой турбины 10. В соответствии с иллюстрацией, генератор 24 может быть размещен внутри гондолы 16. В общем случае генератор 24 может быть связан с ротором 18 ветровой турбины 10 с целью получения электрический энергии из вращательной энергии, вырабатываемой ротором 18. К примеру, ротор 18 может включать основной вал 40 ротора, связанный со ступицей 20 и вращающийся вместе с ней. Генератор 24 может быть в этом случае связан с валом 40 ротора таким образом, чтобы вращение ротора 40 приводило в движение генератор 24. К примеру, в проиллюстрированном варианте осуществления настоящего изобретения, генератор содержит вал 42 генератора, вращательно связанный с валом 40 ротора при помощи трансмиссии 44. Однако нужно понимать, что в других вариантах осуществления настоящего изобретения вал 42 генератора может быть вращательно связан непосредственно с валом 40 ротора. Альтернативно, генератор 24 может быть непосредственно вращательно связан с валом 40 ротора (что часто называют «ветровой турбиной с прямым приводом»).[0032] FIG. 2 shows a simplified internal view of one embodiment of a nacelle 16 of a wind turbine 10. In accordance with the illustration, a generator 24 can be placed inside the nacelle 16. In general, the generator 24 can be connected to the rotor 18 of the wind turbine 10 in order to obtain electrical energy from rotational energy generated by the rotor 18. For example, the rotor 18 may include a rotor main shaft 40 connected to the hub 20 and rotating with it. The generator 24 may in this case be connected to the rotor shaft 40 so that the rotation of the rotor 40 drives the generator 24. For example, in the illustrated embodiment of the present invention, the generator comprises a generator shaft 42 rotationally coupled to the rotor shaft 40 by means of a transmission 44. However, it should be understood that in other embodiments of the present invention, the generator shaft 42 may be rotationally coupled directly to the rotor shaft 40. Alternatively, generator 24 may be directly rotationally coupled to rotor shaft 40 (often referred to as a “direct drive wind turbine”).

[0033] Нужно понимать, что вал 40 ротора в общем случае может поддерживаться в гондоле опорной рамой или опорной плитой 46, установленной наверху башни 12 ветровой турбины. К примеру, вал 40 может поддерживаться опорной плитой 46 при помощи пары опорных подшипников, установленных на опорной плите 46.[0033] It should be understood that the rotor shaft 40 can generally be supported in the nacelle by a support frame or support plate 46 mounted on top of a wind turbine tower 12. For example, the shaft 40 may be supported by a support plate 46 by means of a pair of support bearings mounted on the support plate 46.

[0034] Также, как уже отмечалось в настоящем документе, внутри гондолы 16 ветровой турбины 10 может быть размещен контроллер 26 турбины. К примеру, в соответствии с проиллюстрированным вариантом осуществления настоящего изобретения, контроллер 26 турбины может быть размещен в стойке 52 управления, установленной в одной из частей гондолы 16. Однако в других вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер 26 турбины может быть размещен в любом другом подходящем месте на ветровой турбине 10 и/или внутри нее, или в любом соответствующем местоположении, удаленном относительно ветровой турбины 10. При этом, в соответствии с предшествующим описанием, контроллер 26 турбины может быть соединен, с возможностью связи, с различными компонентами ветровой турбины 10 и может осуществлять общее управление ветровой турбиной и/или ее компонентами. К примеру, контроллер 26 турбины может быть соединен, с возможностью связи, с механизмом (или механизмами) 38 привода рыскания ветровой турбины 10 с целью управления направлением по углу рыскания и/или изменения направления гондолы 16 по углу рыскания относительно направления 28 (фиг. 1) ветра. Аналогично, контроллер 26 турбины может быть также соединен, с возможностью связи, с каждым из двигателей 32 регулировки угла наклона ветровой турбины (один из которых показан на чертеже) с целью управления углом наклона или изменением угла наклона лопастей 22 ротора относительно направления 28 ветра. К примеру, контроллер 26 турбины может быть сконфигурирован для передачи сигнала или команды управления в каждый из двигателей 32 регулировки угла наклона, в результате чего один или более исполнительных механизмов (не показаны на чертеже) двигателя 32 регулировки угла наклона могут использоваться для поворота лопастей 22 относительно ступицы 20.[0034] Also, as already noted herein, a turbine controller 26 may be placed inside the nacelle 16 of the wind turbine 10. For example, in accordance with the illustrated embodiment of the present invention, the turbine controller 26 may be located in a control stand 52 mounted in one of the parts of the nacelle 16. However, in other embodiments of the present invention, the turbine controller 26 may be located in any other suitable place on the wind turbine 10 and / or inside it, or at any appropriate location remote from the wind turbine 10. Moreover, in accordance with the previous description, the turbine controller 26 can be connected, with the possibility of communication, with various components of the wind turbine 10 and can general control of a wind turbine and / or its components. For example, the turbine controller 26 can be connected, with the possibility of communication, with the mechanism (or mechanisms) 38 of the yaw drive of the wind turbine 10 in order to control the direction of the yaw angle and / or change the direction of the nacelle 16 in the yaw angle relative to direction 28 (Fig. 1 ) wind. Similarly, the turbine controller 26 can also be connected, with the possibility of communication, with each of the wind turbine angle adjustment engines 32 (one of which is shown in the drawing) to control the angle or change the angle of the rotor blades 22 relative to the wind direction 28. For example, the turbine controller 26 may be configured to transmit a signal or control command to each of the tilt adjustment motors 32, as a result of which one or more actuators (not shown) of the tilt adjustment motor 32 can be used to rotate the blades 22 relative to hubs 20.

[0035] На фиг. 3 показан общий вид примера системы управления 100 двигателем 32 регулировки угла наклона в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения. В соответствии с иллюстрацией, система 100 может иметь в своем составе преобразователь 101 постоянного тока в постоянный. Преобразователь 101 может иметь в своем составе управляющую схему 102. Управляющая схема 102 может содержать машиночитаемые инструкции, которые при исполнении одним или более процессоров обеспечивают реализацию, одним или более процессоров, различных подпрограмм управления, например, реализацию процесса предварительной зарядки конденсаторной батареи 104, связанной с системой 100. В примерах осуществления настоящего изобретения управляющая схема 102 может соответствовать контроллеру 26 турбины или независимому и отдельному устройству (или устройствам) управления.[0035] FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of a control system 100 of the tilt adjustment engine 32 in accordance with embodiments of the present invention. In accordance with the illustration, the system 100 may include a Converter 101 DC to DC. The converter 101 may include a control circuit 102. The control circuit 102 may comprise machine-readable instructions that, when executed by one or more processors, provide, by one or more processors, various control routines, for example, the implementation of the pre-charging process of a capacitor bank 104 associated with system 100. In embodiments of the present invention, the control circuit 102 may correspond to a turbine controller 26 or an independent and separate control device (s).

[0036] Система 100 может дополнительно содержать входной источник 106 постоянного тока, сконфигурированный для подачи напряжения постоянного тока на двигатель 32 регулировки угла наклона через преобразователь 101. В частности, источник 106 может быть сконфигурирован для подачи напряжения постоянного тока через схему 108 предварительной зарядки и через инверторный мост 110 на двигатель 32 регулировки угла наклона. Как отмечалось выше, схема 108 предварительной зарядки может быть сконфигурирована для ограничения величины тока, втекающего в конденсаторную батарею 104. Конденсаторная батарея 104 может быть сконфигурирована для снижения пульсаций напряжения постоянного тока на двигателе 32 регулировки угла наклона во время его работы. В соответствии с последующим более подробным описанием, схема 108 предварительной зарядки может содержать один или более токоограничивающих элементов или устройств, сконфигурированных для препятствования протеканию тока через схему 108 предварительной зарядки. Схема 108 предварительной зарядки может также содержать одно или более устройств управления, сконфигурированных для управления работой схемы 108 предварительной зарядки. Таким образом, одно или более устройств управления могут быть независимыми и отдельными от управляющей схемы 102 устройствами или могут входить в ее состав или быть иным образом связанными с управляющей схемой 102.[0036] The system 100 may further comprise a direct current input source 106 configured to supply a direct current voltage to the tilt adjustment motor 32 through the converter 101. In particular, the source 106 can be configured to supply a direct current voltage through the pre-charging circuit 108 and through an inverter bridge 110 to a tilt adjustment motor 32. As noted above, the pre-charging circuit 108 may be configured to limit the amount of current flowing into the capacitor bank 104. The capacitor bank 104 may be configured to reduce ripple of the DC voltage on the tilt angle adjustment motor 32 during operation. In accordance with the following more detailed description, the pre-charging circuit 108 may include one or more current-limiting elements or devices configured to prevent current from flowing through the pre-charging circuit 108. The pre-charging circuit 108 may also include one or more control devices configured to control the operation of the pre-charging circuit 108. Thus, one or more control devices can be independent and separate from the control circuit 102 of the devices or can be part of it or be otherwise associated with the control circuit 102.

[0037] Преобразователь 101 может быть сконфигурирован для направления тока через схему 108 предварительной зарядки в ходе выполнения одной или более процедур предварительной зарядки. Так, преобразователь 101 может дополнительно содержать шунтирующий контактор 112 для отвода тока в обход схемы 108 предварительной зарядки, когда процедура предварительной зарядки завершена. К примеру, управляющая схема 102 может быть сконфигурирована для прекращения процесса предварительной зарядки при помощи подачи команды управления на замыкание шунтирующего контактора 112, когда напряжение на конденсаторной батарее 104 достигает порогового значения напряжения, в результате чего выполняется отвод тока через шунтирующий контактор 112.[0037] The converter 101 may be configured to direct current through the pre-charging circuit 108 during one or more pre-charging procedures. Thus, the converter 101 may further comprise a bypass contactor 112 for removing current bypassing the pre-charging circuit 108 when the pre-charging procedure is completed. For example, the control circuit 102 may be configured to terminate the pre-charging process by applying a control command to close the shunt contactor 112 when the voltage on the capacitor bank 104 reaches a voltage threshold value, whereby current is drawn through the shunt contactor 112.

[0038] На фиг. 4 показана блок-схема одного из вариантов осуществления соответствующих компонентов, которые могут входить в состав управляющей схемы 102 и/или одного или более устройств управления 108 в схеме 108 предварительной зарядки в соответствии с примерами аспектов настоящего изобретения. В соответствии с иллюстрацией, управляющая схема 102 может содержать один или более процессоров 212 и соответствующих запоминающих устройств 214, сконфигурированных для исполнения реализуемых при помощи программного обеспечения функций (например, выполнения описанных в настоящем документе способов, шагов, вычислений и т.п.)[0038] FIG. 4 is a block diagram of one embodiment of respective components that may be part of a control circuit 102 and / or one or more control devices 108 in a precharge circuit 108 in accordance with examples of aspects of the present invention. In accordance with the illustration, the control circuit 102 may include one or more processors 212 and corresponding memory devices 214 configured to execute software-implemented functions (for example, performing methods, steps, calculations, and the like described herein)

[0039] В настоящем документе под термином «процессор» понимаются не только интегральные схемы, которые в данной области техники подразумеваются как входящие состав компьютеров, но также и контроллеры, микроконтроллеры, микро-ЭВМ, логические программируемые контроллеры (programmable logic controller, PLC), заказные интегральные схемы и другие программируемые схемы. При этом запоминающее устройство (или устройства) 214 в общем случае может включать запоминающий элемент (или элементы), включающие, без ограничения перечисленным, машиночитаемые энергонезависимые носители (например, флэш-память), гибкие диски, память «только для чтения» на компакт-дисках (compact disc-read only memory, CD-ROM), магнитооптические диски (magneto-optical disk, MOD), цифровые универсальные диски (digital versatile disc, DVD) и/или другие подходящие запоминающие элементы.[0039] In this document, the term "processor" is understood not only as integrated circuits, which in the technical field are understood as incoming computers, but also controllers, microcontrollers, micro-computers, programmable logic controllers (PLCs), custom integrated circuits and other programmable circuits. Moreover, the storage device (or devices) 214 in the general case may include a storage element (or elements) including, without limitation to the above, computer-readable non-volatile media (for example, flash memory), floppy disks, read-only memory on a compact discs (compact disc-read only memory, CD-ROM), magneto-optical disks (magneto-optical disk, MOD), digital versatile discs (digital versatile disc, DVD) and / or other suitable storage elements.

[0040] Такое запоминающее устройство (или устройства) 214 может быть в общем случае сконфигурировано для хранения соответствующих машиночитаемых инструкций, которые при исполнении процессором (или процессорами) 212 конфигурируют управляющую схему 102 для выполнения различных функций, включающих, без ограничения перечисленным, непосредственный или опосредованный прием сигналов от одного или более датчиков (например, датчиков тока, датчиков скорости ветра, датчиков частоты вращения турбины), отражающих различные условия на входе, измерение напряжения на конденсаторной батарее, управление процедурой предварительной зарядки конденсаторной батареи и/или различные другие соответствующие функции, реализуемые при помощи программного обеспечения.[0040] Such a storage device (or devices) 214 can generally be configured to store appropriate machine-readable instructions, which when executed by a processor (or processors) 212 configure a control circuit 102 to perform various functions including, but not limited to, direct or indirect receiving signals from one or more sensors (for example, current sensors, wind speed sensors, turbine speed sensors) reflecting various input conditions, measuring the voltage on a capacitor bank, controlling the pre-charging process of a capacitor bank, and / or various other relevant functions implemented using software.

[0041] Дополнительно, управляющая схема 102 может также содержать интерфейс 247 связи для обеспечения связи между управляющей схемой 102 и различными компонентами ветровой турбины 10. Интерфейс может содержать одну или более схем, разъемов, выводов, контактов, проводников или других компонентов для передачи и приема сигналов управления. При этом, также, управляющая схема 102 может содержать интерфейс 244 датчиков (например, один или более аналогово-цифровых преобразователей) для обеспечения преобразования сигналов, переданных с датчиков (например, датчиков 120, 122 и 124), в сигналы, которые могут быть восприняты и обработаны процессорами 212.[0041] Additionally, the control circuit 102 may also include a communication interface 247 for providing communication between the control circuit 102 and various components of the wind turbine 10. The interface may include one or more circuits, connectors, outputs, contacts, conductors or other components for transmission and reception control signals. In this case, also, the control circuit 102 may include an interface 244 of sensors (for example, one or more analog-to-digital converters) to ensure the conversion of signals transmitted from sensors (for example, sensors 120, 122 and 124) into signals that can be sensed and processed by processors 212.

[0042] На фиг. 5 показан общий вид примера системы 200 управления схемой предварительной зарядки для конденсаторной батареи в приводе регулировки угла наклона лопасти в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения. Так, в частности, система 300 может соответствовать, по меньшей мере частично, схеме 108 предварительной зарядки, показанной на фиг. 3. Как отмечалось выше, система 300 может иметь в своем составе токоограничивающее устройство, например, индуктор 302, подключенный к силовому ключу 304. Силовой ключ 304 может управляться сигналом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), подаваемым устройством 306 управления. Устройство 306 управления может иметь в своем составе различные подходящие компоненты, например, один или более компонентов, показанных как относящиеся к управляющей схеме 102 на фиг. 4. Нужно понимать, что силовой ключ 304 может управляться при помощи различных других методов. Система 300 может также иметь в своем составе изолированный источник электропитания 308 постоянного тока и/или преобразователь постоянного тока в постоянный для приема напряжения из входного источника 106 постоянного тока и для формирования изолированного сигнала напряжения (например, IP15) для устройства 306 управления. Изолированный ключ 310 может быть установлен между устройством 306 управления и источником 308 питания. Ключ 310 может представлять собой оптопару, фотореле или любой другой подходящий изолированный ключ. Ключ 310 может быть по выбору переведен в разомкнутое состояние или в замкнутое состояние, и может быть управляем или иным образом приводиться в действие управляющей схемой 102 в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения.[0042] FIG. 5 is a perspective view illustrating an example of a pre-charging circuit control system 200 for a capacitor bank in a blade angle adjustment drive in accordance with embodiments of the present invention. Thus, in particular, the system 300 may correspond, at least in part, to the pre-charging circuit 108 shown in FIG. 3. As noted above, the system 300 may include a current limiting device, for example, an inductor 302 connected to a power switch 304. The power switch 304 can be controlled by a pulse width modulation (PWM) signal supplied by the control device 306. The control device 306 may include various suitable components, for example, one or more components, shown as being related to the control circuit 102 in FIG. 4. You need to understand that the power switch 304 can be controlled using various other methods. The system 300 may also include an isolated DC power supply 308 and / or a DC / DC converter for receiving voltage from the DC input source 106 and for generating an isolated voltage signal (eg, IP15) for the control device 306. An insulated key 310 may be installed between the control device 306 and the power supply 308. The key 310 may be an optocoupler, a photorelay, or any other suitable insulated key. The key 310 may optionally be placed in an open state or in a closed state, and may be controlled or otherwise driven by a control circuit 102 in accordance with embodiments of the present invention.

[0043] В частности, управляющая схема 102 может быть сконфигурирована для управления состоянием ключа 310 по меньшей мере частично на основе напряжения 314 на конденсаторной батарее. К примеру, может выполняться контроль напряжения на конденсаторной батарее 104 и/или может выполняться его измерение иным образом, а сигнал, указывающий на напряжение, может подаваться в управляющую схему 102. Когда напряжение 314 на конденсаторной батарее 104 достигает порогового значения напряжения, управляющая схема 102 может быть сконфигурирована для подачи одного или более командных сигналов на ключ 310, которые обеспечивают перевод ключа 310 в разомкнутое состояние, что размыкает цепь между источником 308 питания и устройством 306 управления. Управляющая схема 102 может быть дополнительно сконфигурирована для подачи управляющей команды на шунтирующий контактор 112 (например, в соответствии с иллюстрацией фиг. 3) для обеспечения перевода шунтирующего контактора 112 в замкнутое состояние.[0043] In particular, the control circuit 102 may be configured to control the state of the key 310 at least partially based on the voltage 314 on the capacitor bank. For example, voltage monitoring on the capacitor bank 104 may be performed and / or otherwise measured, and a signal indicative of the voltage may be supplied to the control circuit 102. When the voltage 314 on the capacitor bank 104 reaches a voltage threshold value, the control circuit 102 can be configured to provide one or more command signals to a key 310 that enable the key 310 to be switched to an open state, which opens the circuit between the power source 308 and the control device 306. The control circuit 102 may be further configured to provide a control command to the bypass contactor 112 (for example, in accordance with the illustration of FIG. 3) to enable the bypass contactor 112 to be closed.

[0044] Управляющая схема 102 может быть также сконфигурирована для определения емкости конденсаторной батареи 104. Таким образом, управляющая схема может также принимать сигнал, отражающий ток зарядки 316, поданный на конденсаторную батарею 104. В примерах осуществления настоящего изобретения сигнал, отражающий ток 316 зарядки, может представлять собой среднее значение тока зарядки, подаваемого на конденсаторную батарею 104. В соответствии с иллюстрацией, ток зарядки, подаваемый на конденсаторную батарею 104, может быть измерен при помощи датчика 318 тока. Датчик 318 тока может иметь в своем составе любое походящее устройство для измерения тока, такое как резистор, трансформатор тока, преобразователь тока, устройство на эффекте Холла или любой другой подходящий датчик тока. Сигнал, отражающий ток зарядки, может быть подан в управляющую схему 102 через дифференциальный усилитель, например, дифференциальный операционный усилитель 320. Таким образом, дифференциальный операционный усилитель 320 может быть сконфигурирован для преобразования дифференциального сигнала напряжения, поданного датчиком 318 тока, в однополярный сигнал 316 и для подачи однополярного сигнала 316 в управляющую схему 102. Управляющая схема 102 затем может определять емкость конденсаторной батареи 104 по меньшей мере на основе среднего значения сигнала 316 тока и/или напряжения 314.[0044] The control circuit 102 may also be configured to determine the capacitance of the capacitor bank 104. Thus, the control circuit may also receive a signal reflecting the charging current 316 supplied to the capacitor bank 104. In embodiments of the present invention, a signal reflecting the charging current 316, may be the average value of the charging current supplied to the capacitor bank 104. In accordance with the illustration, the charging current supplied to the capacitor bank 104 can be measured using a current sensor 318. The current sensor 318 may include any suitable current measuring device, such as a resistor, current transformer, current transducer, Hall effect device, or any other suitable current sensor. A signal reflecting the charging current can be supplied to the control circuit 102 through a differential amplifier, for example, a differential operational amplifier 320. Thus, the differential operational amplifier 320 can be configured to convert the differential voltage signal supplied by the current sensor 318 to a unipolar signal 316 and for supplying a unipolar signal 316 to the control circuit 102. The control circuit 102 may then determine the capacitance of the capacitor bank 104 at least based on the average value of the current signal 316 and / or voltage 314.

[0045] Как отмечалось выше, устройство 306 управления может быть сконфигурировано для ограничения силы тока, втекающего в индуктор 302, во время процесса предварительной зарядки. Таким образом, датчик 322 тока может быть сконфигурирован для контроля, измерения и/или регистрации тока, втекающего в индуктор 302 и для предоставления сигнала, отражающего этот ток, в устройство 306 управления. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения сигнал 324 может быть подан через фильтр, например, КС-фильтр, для снижения уровня помех, связанных с сигналом 324. Устройство 306 управления может формировать последовательность импульсов и передавать эту последовательность импульсов на силовой ключ, обеспечивая таким образом его замыкание или размыкание в соответствии с последовательностью импульсов. В примерах осуществления настоящего изобретения устройство 306 может быть сконфигурировано для регулирования скважности последовательности импульсов, по меньшей мере частично на основе сигнала 324 тока. В частности, устройство 306 управления может быть сконфигурировано для перевода сигнала импульса в низкое состояние, когда сигнал 324 тока достигает порогового значения тока, обеспечивая тем самым выключение силового ключа 304, или перевод его в разомкнутое состояние иным образом. В начале непосредственно следующего периода модуляции сигнал импульса может быть переведен в высокое состояние до тех пор, пока сигнал 324 тока снова не достигнет порогового значения тока. Таким образом, для каждого периода модуляции последовательности импульсов, сформированной устройством 306 управления, силовой ключ 304 может быть замнут до тех пор, пока ток, протекающий через силовой ключ 340, не достигает порогового значения тока. В соответствии с приведенным ниже более подробным описанием на примере фиг. 6, в вариантах осуществления настоящего изобретения, где токоограничивающее устройство схемы предварительной зарядки представляет собой индуктивное устройство (например, индуктор 302), когда силовой ключ 304 размыкают, индуктор 302 может отдавать ток, что позволяет сделать ток зарядки, приложенный к конденсаторной батарее 104, приблизительно равным среднему значению тока, протекающего через индуктор 302. В подобных вариантах осуществления настоящего изобретения схема предварительной зарядки может также иметь в своем составе шунтирующий диод 326, включенный между индуктором 302 и землей. Диод 326 может быть использован для пропускания тока зарядки, когда силовой ключ 304 разомкнут.[0045] As noted above, the control device 306 can be configured to limit the current flowing into the inductor 302 during the pre-charging process. Thus, the current sensor 322 can be configured to monitor, measure and / or detect the current flowing into the inductor 302 and to provide a signal reflecting this current to the control device 306. In alternative embodiments of the present invention, signal 324 may be provided through a filter, such as a KS filter, to reduce the level of interference associated with signal 324. The control device 306 can generate a pulse train and transmit this pulse train to the power switch, thereby providing it closing or opening in accordance with the sequence of pulses. In embodiments of the present invention, device 306 may be configured to control the duty cycle of a pulse train, at least in part based on a current signal 324. In particular, the control device 306 may be configured to lower the pulse signal when the current signal 324 reaches the current threshold value, thereby shutting down the power switch 304, or otherwise transferring it to the open state. At the beginning of the immediately following modulation period, the pulse signal can be brought to a high state until the current signal 324 reaches the current threshold value again. Thus, for each modulation period of the pulse train generated by the control device 306, the power switch 304 can be closed until the current flowing through the power switch 340 reaches the threshold current value. In accordance with the more detailed description below, with reference to FIG. 6, in embodiments of the present invention, where the current limiting device of the pre-charging circuit is an inductive device (e.g., inductor 302), when the power switch 304 is opened, the inductor 302 can give off current, which makes it possible to make the charging current applied to the capacitor bank 104, approximately equal to the average value of the current flowing through the inductor 302. In similar embodiments of the present invention, the pre-charging circuit may also include a shunt diode 326 connected between the inductor 302 and ground. Diode 326 can be used to pass charging current when the power switch 304 is open.

[0046] На фиг. 6 показан график для примера сигнала 324 тока в индуктивном токоограничивающем устройстве в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения. В частности, сигнал 324 тока может иметь период 402 накопления энергии и период 404 вывода энергии. Период 402 накопления энергии и период 404 вывода энергии могут возникать, по меньшей мере частично, в течение каждого периода 406 модуляции последовательности импульсов, формируемой, к примеру, устройством 306 управления. Нужно понимать, что период 406 модуляции может иметь любую подходящую длительность. В одной конкретной реализации длительность периода 406 модуляции может быть выбрана, по меньшей мере частично, в зависимости от значения индуктивности индуктора 302.[0046] FIG. 6 is a graph for an example of a current signal 324 in an inductive current limiting device in accordance with embodiments of the present invention. In particular, the current signal 324 may have an energy storage period 402 and an energy output period 404. The energy storage period 402 and the energy output period 404 can occur, at least in part, during each pulse train modulation period 406 generated, for example, by the control device 306. It should be understood that the modulation period 406 may have any suitable duration. In one particular implementation, the length of the modulation period 406 may be selected, at least in part, depending on the inductance value of the inductor 302.

[0047] В соответствии с иллюстрацией, период 402 накопления энергии может иметь место в течение первой части периода 406 модуляции. В частности, период 402 накопления энергии может наступать при отпирании силового ключа 304, после чего обеспечивается протекание тока через индуктор 302. Индуктивные свойства индуктора 302 обеспечивают сопротивление индуктора 302 протеканию тока, что обеспечивает постепенный рост тока через индуктор 302 по мере накопления им энергии. Как отмечалось выше, когда сигнал 324 тока достигает порогового значения тока (например, 1 Ампер), устройство 306 управления может обеспечивать размыкание силового ключа 304, прерывая таким образом ток через индуктор 302. Это приводит к отдаче тока индуктором 302 в соответствии с сигналом 324 тока в течение периода 404 вывода энергии. В соответствии с иллюстрацией, индуктор 302 может отдавать ток до тех пор, пока сигнал 324 не достигнет 0. Затем сигнал 324 может оставаться на значении 0 до начала следующего периода модуляции, когда силовой ключ 304 замыкают и индуктор 302 снова начинает накапливать энергию. Таким образом, ток нагрузки (например, среднее значение тока, приложенного к конденсаторной батарее 104) может быть равным приблизительно половине значения порогового тока.[0047] According to the illustration, an energy storage period 402 can take place during the first part of the modulation period 406. In particular, the energy storage period 402 can occur when the power switch 304 is unlocked, after which the current flows through the inductor 302. The inductive properties of the inductor 302 provide the resistance of the inductor 302 to the current flow, which ensures a gradual increase in current through the inductor 302 as it accumulates energy. As noted above, when the current signal 324 reaches a current threshold value (for example, 1 Ampere), the control device 306 can open the power switch 304, thereby interrupting the current through the inductor 302. This causes the current to be output by the inductor 302 in accordance with the current signal 324 during the period 404 energy output. In accordance with the illustration, the inductor 302 can deliver current until the signal 324 reaches 0. Then, the signal 324 can remain at 0 until the start of the next modulation period, when the power switch 304 is closed and the inductor 302 begins to accumulate energy again. Thus, the load current (for example, the average value of the current applied to the capacitor bank 104) can be approximately half the threshold current value.

[0048] Однако нужно понимать, что к концу периода 406 модуляции сигнал 324 тока может и не достигать 0. В таком случае, в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения, силовой ключ 304 может оставаться открытым в начале следующего периода модуляции.[0048] However, it should be understood that by the end of the modulation period 406, the current signal 324 may not reach 0. In this case, in accordance with embodiments of the present invention, the power switch 304 may remain open at the beginning of the next modulation period.

[0049] На фиг. 7 показана блок-схема алгоритма способа (500) предварительной зарядки конденсаторной батареи в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения. Способ (500) может быть реализован, по меньшей мере частично, с использованием одного или более устройств управления, например, одного или более из контроллеров, показанных на фиг. 5. При этом, в целях иллюстрации и описания, на фиг. 7 шаги показаны как выполняемые в конкретном порядке. Однако специалисты в данной области техники при использовании настоящего описания должны понимать, что шаги всех способов, рассмотренных в настоящем документе, в пределах объема настоящего изобретения, могут быть модифицированы, расширены, опущены, переупорядочены и/или адаптированы различными путями.[0049] FIG. 7 is a flow chart of a method (500) for precharging a capacitor bank in accordance with embodiments of the present invention. Method (500) can be implemented, at least in part, using one or more control devices, for example, one or more of the controllers shown in FIG. 5. Moreover, for purposes of illustration and description, in FIG. The 7 steps are shown as being performed in a specific order. However, those skilled in the art, when using the present description, should understand that the steps of all the methods discussed herein, within the scope of the present invention, can be modified, expanded, omitted, reordered and / or adapted in various ways.

[0050] На шаге (502) способ (500) может включать запуск процесса предварительной зарядки конденсаторной батареи. Конденсаторная батарея может содержать одно или более емкостных конденсаторных устройств, соединенных последовательно и/или параллельно. Конденсаторная батарея может быть подключена к силовому ключу и токоограничивающему устройству. В частности, силовой ключ и токоограничивающее устройство могут быть включены последовательно между источником электропитания и конденсаторной батареей. Как отмечалось выше, силовой ключ и токоограничивающее устройство могут быть сконфигурированы для ограничения пиковой силы тока, приложенного к конденсаторной батарее.[0050] In step (502), method (500) may include starting the pre-charging process of the capacitor bank. A capacitor bank may comprise one or more capacitive capacitor devices connected in series and / or in parallel. The capacitor bank can be connected to a power switch and a current limiting device. In particular, the power switch and current limiting device can be connected in series between the power source and the capacitor bank. As noted above, the power switch and current limiting device can be configured to limit the peak current applied to the capacitor bank.

[0051] На шаге (504) способ (500) может включать приложение напряжения постоянного тока для использования при предварительной зарядке конденсаторной батареи. Напряжение постоянного тока может быть подано при помощи источника электроэнергии постоянного тока и может иметь любой подходящий уровень напряжения.[0051] In step (504), method (500) may include applying a DC voltage for use in precharging a capacitor bank. The DC voltage can be supplied using a DC power source and can have any suitable voltage level.

[0052] На шаге (506) способ (500) может включать контроль силы тока, втекающего в токоограничивающее устройство. В частности, в тех вариантах осуществления настоящего изобретения, где токоограничивающее устройство является индуктивным устройством, ток через индуктивное устройство может расти со временем, по меньшей мере в начальный период времени. К примеру, ток через индуктор может расти во времени линейно. Контроль тока может выполняться по меньшей мере частично с использованием датчика тока, например, резистора для измерения тока или другого токоизмерительного устройства. В частности, датчик тока может быть подключен последовательно между силовым ключом и токоограничивающим устройством. Токоограничивающее устройство может подавать сигнал, указывающий на ток, который приложен к токоограничивающему устройству, в одно или более устройств управления, например, в одно или более устройств управления, показанных на фиг. 5.[0052] In step (506), method (500) may include monitoring the amount of current flowing into the current limiting device. In particular, in those embodiments of the present invention where the current limiting device is an inductive device, the current through the inductive device can increase with time, at least in the initial period of time. For example, the current through the inductor can grow linearly in time. Current monitoring can be performed at least partially using a current sensor, for example, a resistor for measuring current or another current-measuring device. In particular, a current sensor may be connected in series between a power switch and a current limiting device. The current-limiting device can provide a signal indicative of the current that is applied to the current-limiting device to one or more control devices, for example, to one or more control devices shown in FIG. 5.

[0053] На шаге (508) способ (500) может включать управление, по выбору, работой силового ключа по меньшей мере частично на основе контролируемого тока. В частности, может обеспечиваться размыкание силового ключа, когда сила контролируемого тока достигает порогового значения тока. К примеру, пороговое значение тока может составлять между около 0,7 Ампер и около 1,5 Ампер. В примерах осуществления настоящего изобретения управление силовым ключом может осуществляться при помощи метода ШИМ-модуляции. Так, может регулироваться скважность ШИМ-сигнала, приложенного к силовому ключу, когда контролируемый ток достигает порогового значения тока.[0053] In step (508), method (500) may include controlling, optionally, operating a power switch at least in part based on a monitored current. In particular, the opening of the power switch can be ensured when the strength of the monitored current reaches the threshold current value. For example, the threshold value of the current may be between about 0.7 amperes and about 1.5 amperes. In embodiments of the present invention, the power key can be controlled using the PWM modulation method. So, the duty cycle of the PWM signal applied to the power switch can be adjusted when the monitored current reaches the threshold current value.

[0054] На шаге (510) способ (500) может включать контроль напряжения на конденсаторной батарее. К примеру, напряжение на конденсаторной батарее может расти во времени в течение процесса предварительной зарядки, когда на конденсаторную батарею подан ток. Это напряжение может контролироваться, а сигнал, указывающий на контролируемое напряжение, может подаваться в одно или более устройств управления.[0054] In step (510), method (500) may include monitoring a voltage on a capacitor bank. For example, the voltage on a capacitor bank may increase over time during the pre-charging process when current is applied to the capacitor bank. This voltage can be monitored, and a signal indicative of the monitored voltage can be supplied to one or more control devices.

[0055] На шаге (512) способ (500) может включать прекращение процесса предварительной зарядки конденсаторной батареи, когда напряжение достигает порогового значения напряжения. В примерах осуществления настоящего изобретения пороговое значение напряжения может быть определено как составляющее между около 60% и 95% напряжения постоянного тока, приложенного источником электропитания постоянного тока. Таким образом, когда напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения, сигнал управления силовым ключом может быть отключен. В дополнение, или альтернативно, когда напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения, может быть замкнут шунтирующий контактор, в результате чего электрический ток может быть отведен от схемы предварительной зарядки (например, силового ключа и токоограничивающего устройства). К примеру, шунтирующий контактор может быть подключен параллельно схеме предварительной зарядки. Таким образом, ток может протекать в конденсаторную батарею через шунтирующий контактор.[0055] In step (512), method (500) may include terminating the precharging process of the capacitor bank when the voltage reaches a voltage threshold value. In embodiments of the present invention, a threshold voltage value can be defined as constituting between about 60% and 95% of the DC voltage applied by the DC power source. Thus, when the voltage on the capacitor bank reaches the threshold voltage value, the power switch control signal can be turned off. In addition, or alternatively, when the voltage across the capacitor bank reaches a threshold voltage value, a bypass contactor may be closed, as a result of which electric current may be diverted from the pre-charging circuit (e.g., power switch and current limiting device). For example, a bypass contactor can be connected in parallel with a pre-charge circuit. Thus, current can flow into the capacitor bank through a shunt contactor.

[0056] Примеры аспектов настоящего изобретения рассмотрены на примере предварительной зарядки конденсаторной батареи, которую применяют в системе ветровой турбины, однако нужно понимать, что это рассмотрение выполнено исключительно для иллюстрации. В частности, специалисты в данной области техники при использовании описания, приведенного в настоящем документе, должны понимать, что в пределах объема настоящего изобретения рассмотренные здесь способы предварительной зарядки могут использоваться и в различных других соответствующих применениях. К примеру, рассмотренные в настоящем документе способы предварительной зарядки могут использоваться в применениях электрических транспортных средств на аккумуляторных батареях, в системах электрических приводных устройств, для велосипедов с двигателями и/или в различных других соответствующих применениях.[0056] Examples of aspects of the present invention are described by pre-charging a capacitor bank that is used in a wind turbine system, however, it should be understood that this consideration is for illustration only. In particular, those skilled in the art, when using the description provided herein, should understand that, within the scope of the present invention, the pre-charging methods discussed herein can be used in various other relevant applications. For example, the pre-charging methods discussed herein can be used in battery-powered electric vehicles, in electric drive systems, for motorized bicycles, and / or in various other relevant applications.

[0057] В данном документе для описания изобретения использованы конкретные примеры, включая лучший вариант его осуществления. Цель приведенных примеров - обеспечить возможность практического применения настоящего изобретения специалистами в данной области техники, что может включать создание и использование любых устройств или систем, или выполнение любых способов согласно изобретению. Объем настоящего изобретения задан формулой изобретения и может включать другие примеры, которые могут быть найдены специалистами в данной области техники. Все такие дополнительные примеры попадают в объем формулы изобретения, если они включают структурные элементы, не отличающиеся от буквального описания в пунктах формулы изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с незначительными отличиями от буквального описания в пунктах формулы изобретения.[0057] Specific examples are used herein to describe the invention, including the best embodiment. The purpose of these examples is to provide the possibility of practical application of the present invention by specialists in this field of technology, which may include the creation and use of any devices or systems, or the implementation of any methods according to the invention. The scope of the present invention is defined by the claims and may include other examples that may be found by those skilled in the art. All such additional examples fall within the scope of the claims if they include structural elements that do not differ from the literal description in the claims, or if they include equivalent structural elements with slight differences from the literal description in the claims.

Claims (43)

1. Система предварительной зарядки конденсаторной батареи, включающая: силовой ключ, включенный последовательно с входным источником постоянного тока;1. A system for precharging a capacitor bank, including: a power switch connected in series with an input DC source; токоограничивающее устройство, включенное последовательно между силовым ключом и конденсаторной батареей, содержащей одно или более конденсаторных устройств;a current limiting device connected in series between a power switch and a capacitor bank comprising one or more capacitor devices; первое устройство управления, сконфигурированное для управления работой силового ключа путем:a first control device configured to control the operation of the power switch by: приема одного или более сигналов, указывающих на ток зарядки, связанный с конденсаторной батареей; иreceiving one or more signals indicative of a charging current associated with a capacitor bank; and управления работой силового ключа по меньшей мере частично на основе тока зарядки; иcontrolling the operation of the power switch at least partially based on the charging current; and второе устройство управления, сконфигурированное для измерения напряжения на конденсаторной батарее, а также для управления работой первого устройства управления по меньшей мере частично на основе измеренного напряжения на конденсаторной батарее.a second control device configured to measure the voltage on the capacitor bank, and also to control the operation of the first control device at least partially based on the measured voltage on the capacitor bank. 2. Система по п. 1, в которой силовой ключ содержит полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник.2. The system of claim 1, wherein the power switch comprises a field effect transistor with a metal oxide semiconductor structure. 3. Система по п. 1, в которой токоограничивающее устройство содержит индуктивное устройство.3. The system of claim 1, wherein the current limiting device comprises an inductive device. 4. Система по п. 3, также содержащая шунтирующий диод, включенный между силовым ключом и землей.4. The system of claim 3, further comprising a shunt diode connected between the power switch and ground. 5. Система по п. 1, в которой первое устройство управления представляет собой контроллер широтно-импульсной модуляции, при этом управление работой силового ключа по меньшей мере частично на основе тока зарядки включает:5. The system of claim 1, wherein the first control device is a pulse width modulation controller, wherein controlling the operation of the power switch at least partially based on the charging current includes: сравнение принятых одного или более сигналов, указывающих на ток зарядки, с пороговым значением тока; иcomparing the received one or more signals indicative of a charging current with a threshold current value; and размыкание силового ключа, когда сигнал, указывающий на ток зарядки, достигает порогового значения тока.opening of the power switch when the signal indicating the charging current reaches the threshold current value. 6. Система по п. 1, также включающая преобразователь постоянного тока в постоянный, сконфигурированный для подачи входной электрической энергии на первое устройство управления.6. The system of claim 1, further comprising a DC to DC converter configured to supply input electrical energy to the first control device. 7. Система по п. 6, также включающая изолированный ключ, включенный между преобразователем постоянного тока в постоянный и первым устройством управления, при этом второе устройство управления управляет работой первого устройства управления при помощи подачи одной или более команд управления на изолированный ключ.7. The system of claim 6, further comprising an isolated switch included between the DC / DC converter and the first control device, wherein the second control device controls the operation of the first control device by supplying one or more control commands to the isolated key. 8. Система по п. 1, в которой второе устройство управления сконфигурировано также для определения емкости конденсаторной батареи по меньшей мере частично на основе среднего значения тока зарядки и измеренного напряжения на конденсаторной батарее.8. The system of claim 1, wherein the second control device is also configured to determine the capacitance of the capacitor bank at least in part based on the average value of the charging current and the measured voltage across the capacitor bank. 9. Система по п. 8, в которой среднее значение тока зарядки определяют с использованием токоизмерительного элемента, подключенного к дифференциальному операционному усилителю.9. The system according to claim 8, in which the average value of the charging current is determined using a current-measuring element connected to a differential operational amplifier. 10. Система по п. 1, в которой второе устройство управления сконфигурировано для управления работой первого устройства управления по меньшей мере частично на основе измеренного напряжения на конденсаторной батарее, путем:10. The system of claim 1, wherein the second control device is configured to control the operation of the first control device at least partially based on the measured voltage on the capacitor bank, by: сравнения измеренного напряжения на конденсаторной батарее с пороговым значением напряжения; иcomparing the measured voltage across the capacitor bank with a threshold voltage value; and прекращения работы первого устройства управления, когда измеренное напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения.stopping the first control device when the measured voltage across the capacitor bank reaches a voltage threshold value. 11. Система по п. 10, в которой пороговое значение напряжения является процентной долей от величины напряжения, поданного входным источником постоянного тока.11. The system of claim 10, wherein the voltage threshold is a percentage of the voltage supplied by the input DC source. 12. Система по п. 10, также включающая шунтирующий контактор, подключенный параллельно силовому ключу и токоограничивающему устройству, так что когда шунтирующий контактор находится в замкнутом состоянии, ток из входного источника постоянного тока направляется через шунтирующий контактор.12. The system of claim 10, further comprising a bypass contactor connected in parallel with the power switch and a current limiting device, so that when the bypass contactor is in the closed state, current from the input DC source is directed through the bypass contactor. 13. Система по п. 12, в которой второе устройство управления дополнительно сконфигурировано для управления работой шунтирующего контактора таким образом, чтобы шунтирующий контактор находился в замкнутом состоянии, когда напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения.13. The system of claim 12, wherein the second control device is further configured to control the operation of the bypass contactor so that the bypass contactor is in a closed state when the voltage across the capacitor bank reaches a threshold voltage value. 14. Система по п. 1, в которой один или более сигналов, указывающих на ток зарядки, определяют с использованием токоизмерительного элемента.14. The system of claim 1, wherein one or more signals indicative of a charging current are determined using a current sensing element. 15. Способ управления предварительной зарядкой конденсаторной батареи, содержащей одно или более конденсаторных устройств, причем конденсаторная батарея включена последовательно с силовым ключом и токоограничивающим устройством, включенными между источником электропитания и конденсаторной батареей, при этом способ включает:15. A method of controlling pre-charging a capacitor bank comprising one or more capacitor devices, the capacitor bank being connected in series with a power switch and a current limiting device connected between the power source and the capacitor bank, the method comprising: подачу источником электропитания входного постоянного тока для использования его при предварительной зарядке конденсаторной батареи;supplying a DC input power source for use in pre-charging a capacitor bank; контроль величины постоянного тока, втекающего в токоограничивающее устройство;control of the direct current flowing into the current-limiting device; избирательное управление работой силового ключа так, что когда величина постоянного тока достигает порогового значения тока, силовой ключ размыкают;selectively controlling the operation of the power switch so that when the DC current reaches the threshold current value, the power switch is opened; контроль напряжения на конденсаторной батарее; иvoltage control on a capacitor bank; and когда напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения, прекращение предварительной зарядки конденсаторной батареи таким образом, чтобы шунтировать токоограничивающее устройство.when the voltage across the capacitor bank reaches the voltage threshold, stop pre-charging the capacitor bank so as to bypass the current limiting device. 16. Способ по п. 15, в котором избирательное управление работой силового ключа таким образом, что когда величина постоянного тока достигает порогового значения тока, силовой ключ размыкают, включает регулировку скважности последовательности импульсов, связанной с силовым ключом, когда величина постоянного тока достигает порогового значения тока.16. The method of claim 15, wherein the selectively controlling the operation of the power switch so that when the DC current reaches the threshold current value, the power switch is opened, includes adjusting the duty cycle of the pulse sequence associated with the power switch when the DC current reaches the threshold value current. 17. Способ по п. 15, в котором прекращение предварительной зарядки конденсаторной батареи включает подачу на шунтирующий контактор одной или более команд управления, обеспечивающих работу шунтирующего контактора в замкнутом состоянии.17. The method according to p. 15, in which the termination of the pre-charging of the capacitor bank includes the submission to the shunt contactor of one or more control commands that ensure the operation of the shunt contactor in the closed state. 18. Ветротурбинная система, включающая:18. Wind turbine system, including: ротор;rotor; статор;stator; двигатель регулировки угла наклона одной или более лопастей ротора, связанных с ветротурбинной системой; иan engine for adjusting the angle of inclination of one or more rotor blades associated with a wind turbine system; and одно или более устройств управления, сконфигурированных для предварительной зарядки конденсаторной батареи, связанной с двигателем регулировки угла наклона, путем:one or more control devices configured to precharge the capacitor bank associated with the tilt adjustment motor by: запуска процесса предварительной зарядки конденсаторной батареи;start the process of pre-charging the capacitor bank; контроля величины постоянного тока, втекающего в токоограничивающее устройство, включенное последовательно между конденсаторной батареей и источником электропитания,control the magnitude of the direct current flowing into the current-limiting device connected in series between the capacitor bank and the power source, избирательного управления работой силового ключа таким образом, что когда величина постоянного тока достигает порогового значения тока, силовой ключ размыкают, что снижает величину тока, воздействующего на токоограничивающее устройство;selectively controlling the operation of the power switch in such a way that when the DC current reaches the threshold current value, the power switch is opened, which reduces the amount of current acting on the current limiting device; контроля напряжения на конденсаторной батарее; иcontrol voltage on a capacitor bank; and когда напряжение на конденсаторной батарее достигает порогового значения напряжения, прекращения процесса предварительной зарядки.when the voltage on the capacitor bank reaches the threshold voltage value, termination of the pre-charging process. 19. Ветротурбинная система по п. 18, в которой избирательное управление работой силового ключа таким образом, что когда величина постоянного тока достигает порогового значения тока, силовой ключ размыкают, включает регулировку скважности последовательности импульсов, связанной с силовым ключом, когда величина постоянного тока достигает порогового значения тока.19. The wind turbine system of claim 18, wherein the selectively controlling the operation of the power switch such that when the DC current reaches the threshold current value, the power switch is opened, includes adjusting the duty cycle of the pulse sequence associated with the power switch when the DC current reaches the threshold current values. 20. Ветротурбинная система по п. 18, в которой прекращение процесса предварительной зарядки включает подачу одной или более команд управления на шунтирующий контактор, включенный параллельно токоограничивающему устройству, что обеспечивает работу шунтирующего контактора в замкнутом состоянии, так что токоограничивающее устройство шунтируется.20. The wind turbine system according to claim 18, in which the termination of the pre-charging process includes the submission of one or more control commands to a bypass contactor connected in parallel with the current-limiting device, which ensures that the bypass contactor is closed, so that the current-limiting device is bypassed.
RU2016147318A 2016-12-02 2016-12-02 Preliminary charging of capacitor bank RU2721013C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147318A RU2721013C2 (en) 2016-12-02 2016-12-02 Preliminary charging of capacitor bank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147318A RU2721013C2 (en) 2016-12-02 2016-12-02 Preliminary charging of capacitor bank

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016147318A RU2016147318A (en) 2018-06-05
RU2016147318A3 RU2016147318A3 (en) 2020-03-26
RU2721013C2 true RU2721013C2 (en) 2020-05-15

Family

ID=62557347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147318A RU2721013C2 (en) 2016-12-02 2016-12-02 Preliminary charging of capacitor bank

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2721013C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070194759A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 Power Systems Co., Ltd. Charging apparatus for capacitor storage type power source and discharging apparatus for capacitor storage type power source
US20090009145A1 (en) * 2005-06-02 2009-01-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Charging apparatus
US20120130645A1 (en) * 2010-06-30 2012-05-24 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for measuring body impedance based on baseband signal detection
US20140139194A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-22 Saft System for pre-charging a capacitor by a battery
RU2563883C2 (en) * 2010-11-23 2015-09-27 Воббен Пропертиз Гмбх Adjusting device for adjustment of angle of mounting rotor blade of wind power plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090009145A1 (en) * 2005-06-02 2009-01-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Charging apparatus
US20070194759A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 Power Systems Co., Ltd. Charging apparatus for capacitor storage type power source and discharging apparatus for capacitor storage type power source
US20120130645A1 (en) * 2010-06-30 2012-05-24 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for measuring body impedance based on baseband signal detection
RU2563883C2 (en) * 2010-11-23 2015-09-27 Воббен Пропертиз Гмбх Adjusting device for adjustment of angle of mounting rotor blade of wind power plant
US20140139194A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-22 Saft System for pre-charging a capacitor by a battery

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016147318A (en) 2018-06-05
RU2016147318A3 (en) 2020-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10491008B2 (en) Pre-charging a capacitor bank
US7336000B2 (en) Electrical power regulation for a turbogenerator and generator associated with an internal combustion engine
Sarkar et al. A generalized approach to design the electrical power system of a solar electric vehicle
EP3579400B1 (en) System and method for minimizing inrush of current during start-up of an electrical power system
CN107947672A (en) A kind of wide speed range switched reluctance motor system efficiency optimization control method
EP3457556A1 (en) Methods for operating electrical power systems
CN102969970A (en) Motor efficiency tracking driving system and driving method
US20130270829A1 (en) Power generator and power generating system
RU2721013C2 (en) Preliminary charging of capacitor bank
US10615727B2 (en) Dynamic brake circuit assembly for a wind turbine
US9347434B2 (en) Wind turbine and a method of operating thereof
EP2923441B1 (en) Methods and systems for reducing the impact of a generator short circuit in a wind turbine
US10790770B2 (en) Methods for operating electrical power systems
Gitano-Briggs Small wind turbine power controllers
CN108322113A (en) A kind of switched reluctance motor system method for controlling power balance
KR101183065B1 (en) Field-Weakening Control Method and Apparatus for Controlling Torque of 3-Phase Motor
CN107218176B (en) Wind power pitch adjustment system
CN109555646A (en) For the method for grid adaptability transformation wind field
CN104393801A (en) Brush-less direct current motor speed regulating device and speed regulating method
JP2019106801A (en) Hydraulic power generation system and control method
CN1626375A (en) Control method and controller for digital intelligent electric vehicle
CN114172188A (en) System and method for controlling driveline damping during multiple low voltage ride-through events
CN108063571B (en) Current phase control type voltage regulator
JP2018135800A (en) Electric brake device of wind power generator
CN112769157A (en) Asynchronous generator soft grid-connected system and method