[发明专利]风力涡轮机及用于其中的功率转换器的脉冲宽度调制方法

说明书

公开了一种发电系统、一种风力涡轮机和一种用于功率转换器的脉冲宽度调制(PWM)的方法。所述方法总体上包括生成定时值的大体上随机分布，对随机分布应用滤波器以产生经修改的随机分布，以及向所述功率转换器输送基于所述经修改的随机分布的PWM定时信号。

技术领域

本公开中呈现的实施例总体涉及生成电功率。更具体而言，文中公开的实施例提供了用于功率转换器的噪声塑形随机脉冲宽度调制(PWM)。

背景技术

在可变速发电机中，使用频率转换器将来自发电机的处于可变频率的功率转换为对应于负载(例如，市电电网)的预定频率。在一个示例中，频率转换器将发电机提供的AC信号转换为DC信号，之后再转换回到具有与负载的预期频率匹配的频率的AC信号。为了将DC信号转换为具有预期频率的AC信号，频率转换器可以使用基于切换频率的脉冲宽度调制(PWM)。

以恒定切换频率操作功率转换器将在功率输出信号中产生谐振峰的群集，它们是作为集中在几个离散频率处的谱能量出现的。这些谐波一般在电磁谱内的各个频率处产生“有音调的”噪声。减小或者消除有音调的噪声可以是有利的，因为一些国家实施限制发电机可以产生的可听噪声的量的严格噪声管控。此外，有音调的噪声可能导致使功率转换器的性能劣化的电磁干扰(EMI)。已经开发出了使集中谱能量跨连续噪声谱分布的随机 PWM(RPWM)，其使离散谐波衰减并降低有音调的噪声的总强度。

发明内容

文中公开的一个实施例是一种风力涡轮机，包括发电系统，所述发电系统包括：被配置为输出具有一个或多个相的功率信号的发电机；与发电机耦合以接收输出的功率信号的功率转换器系统，所述功率转换器系统对于所述一个或多个相的每个相包括至少一个相应的转换器；以及耦合至所述相应的转换器的控制器装置。所述控制器装置被配置为对定时值的随机分布进行滤波以产生经修改的随机分布，并向所述相应的转换器输送基于所述经修改的随机分布的脉冲宽度调制定时信号(PWM)。

文中公开的另一实施例是一种用于功率转换器的脉冲宽度调制的方法。所述方法包括：生成定时值的随机分布；向所述随机分布施加滤波器以产生经修改的随机分布；以及向所述功率转换器输送基于所述经修改的随机分布的脉冲宽度调制定时信号(PWM)。

附图说明

可以通过参考实施例给出能够详细地理解上文阐述的本公开的特征的方式、对上文简要概括的本公开的更加具体的描述，在附图中示出了一些实施例。不过要注意，附图仅示出了本公开的典型实施例，因此不应认为限制本公开的范围，因为本公开可以承认其他等效实施例。

图1示出了根据文中描述的一个实施例的风力涡轮机的示意图。

图2示出了根据文中描述的一个实施例的具有频率转换器的发电系统。

图3A和3B示出了根据文中描述的一个实施例的对应于PWM的信号。

图4示出了根据文中描述的一个实施例的用于噪声塑形随机PWM的功率转换器。

图5A-5C示出了根据文中描述的实施例的用于执行噪声塑形随机 PWM的控制器装置。

图6示出了根据文中描述的实施例的执行噪声塑形随机PWM的方法。

图7示出了根据文中描述的实施例的针对不同PWM制式的功率谱密度的曲线。

为了便于理解，在可能的地方使用等同的附图标记以指示各图之间共同的等同要素。可以设想，在一个实施例中公开的要素可以有利地用于其他实施例中，而不用具体叙述。

具体实施方式