[实用新型]一种基于双向过零检测的风力发电机转速采样装置

说明书

本实用新型涉及风力发电机转速检测，具体涉及一种基于双向过零检测的风力发电机转速采样装置，信号输入电路，接入待采样信号，并分离出正半周输入信号、负半周输入信号；正半周过零脉冲检测电路，通过将正弦波信号转换为电平信号，对信号输入电路采集正弦波信号中的正半周输入信号进行过零检测；负半周过零脉冲检测电路，通过将脉冲信号转换为PWM波形，对信号输入电路采集正弦波信号中的负半周输入信号与刹车保护的PWM信号叠加后形成的脉冲信号进行过零检测；三态RS锁存触发器输出与风力发电机输出波形具有相同周期的PWM波形；本实用新型提供的技术方案能够克服现有技术所存在的对风力发电机进行刹车保护时无法准确检测其转速的缺陷。

技术领域

本实用新型涉及风力发电机转速检测，具体涉及一种基于双向过零检测的风力发电机转速采样装置。

背景技术

随着社会的不断发展，新能源越来越多的被人们开发使用。风能作为一种可持续性的清洁型新能源，亦符合“碳中和”的发展理念，因此被广泛使用。风力发电机作为风能发电的载体，其转速是其核心要素。为了研究风能的最大化利用，以及监控风速和风力发电机的工作状态，需要实时监测风力发电机的转速。

风力发电机在有风条件下对蓄电池进行充电，当蓄电池充满或者风速特别大时需要对风力发电机进行刹车保护。而刹车保护信号是一个高速的PWM信号，因此会叠加到风力发电机发电的正弦波波形上，最终形成一个脉冲波形。

对于正常发电时的正弦波波形，通过检测其过零点即可得到风力发电机当前的工作频率，从而能够计算出相应转速。而对于由刹车保护信号叠加形成的脉冲波形，现有的转速采样装置通过检测所有正向脉冲的过零信号来获取风力发电机当前的工作频率，然而采用这种方法获取到的工作频率并不是风力发电机内部真实的工作频率，因此在这种情况下无法对风力发电机的转速进行准确检测。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了一种基于双向过零检测的风力发电机转速采样装置，能够有效克服现有技术所存在的对风力发电机进行刹车保护时无法准确检测其转速的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种基于双向过零检测的风力发电机转速采样装置，包括信号输入电路、正半周过零脉冲检测电路、负半周过零脉冲检测电路和三态RS锁存触发器；

信号输入电路，接入待采样信号，并分离出正半周输入信号、负半周输入信号；

正半周过零脉冲检测电路，通过将正弦波信号转换为电平信号，对信号输入电路采集正弦波信号中的正半周输入信号进行过零检测；

负半周过零脉冲检测电路，通过将脉冲信号转换为PWM波形，对信号输入电路采集正弦波信号中的负半周输入信号与刹车保护的PWM信号叠加后形成的脉冲信号进行过零检测；

三态RS锁存触发器，接收正半周过零脉冲检测电路、负半周过零脉冲检测电路发送的信号，输出与风力发电机输出波形具有相同周期的PWM波形。

优选地，所述信号输入电路包括接口CON1，所述接口CON1与输出端UH之间连接有限流电阻R7、限流电阻R6和滤波电感L2，所述限流电阻R7、限流电阻R6并联，所述接口CON1与输出端VL、输出端VH之间分别连接有防回流二极管D2、防回流二极管D3；

所述输出端UH、输出端VL连接正半周过零脉冲检测电路，所述输出端UH、输出端VH连接负半周过零脉冲检测电路。

优选地，所述正半周过零脉冲检测电路包括光耦芯片U3、三极管Q1和三极管Q2，所述光耦芯片U3的输入端之间并联有滤波电容C3、滤波电容C4和反向保护二极管D1；