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离网型智能化风力发电系统控制器的研制
资料介绍
离网型风力发电系统控制器对于风力发电站的构建和良好运行至关重要。原有的控制器大多为单机控制模式，扩容困难，可靠性差，不能满足多样的风力资源环境。本文采用主控板和功率模块的两级控制架构，进行风力发电系统控制器的设计。功率模块独立控制一路风力机工作；主控板对所有功率模块进行管理，通过控制功率模块来控制风机的投切，同时主控板还负责整个电站工作参数的采集，蓄电池的充放电管理，温度补偿，报警信号的输入输出以及与上级监控主机的通讯等。实现了多台小功率风机通过组合构成各种不同规模的风电站。主要包括以下内容：
⑴通过研究铅酸蓄电池的充电原理，分析蓄电池的充电特性曲线，改进了分段式充电方法，设计了一种适用于多台风机同时给蓄电池组充电的逐级投切式的充电算法。
⑵研究了CAN现场总线的通信原理，分析了其特点、性能及优势，确定了CAN总线作为控制器系统的内部通信总线。
⑶完成硬件设计，采用了AT90CAN32芯片作为主控板和功率模块的主控芯片，实现了单片机最小系统电路、信号采集及调理电路、I/O控制电路、CAN总线节点通信电路、基于双恒流源的3线铂电阻测温电路、串口通信电路、MOSFET开关驱动电路等模块的设计并进行了详细地论述。
⑷实现软件设计，通过使能主控芯片的片上资源和外围电路，以及充放电参数的采集、判断与CAN总线的传输，实现主控板控制放电回路，同时通过功率模块控制充电回路的功能。根据逐级投切的充电算法，设计了充电程序流程图，对主控板进行嵌入式编程，使主控板按照设计算法控制整个系统进行充电。
⑸最终完成了功率模块和主控板的硬件电路和软件设计并制版调试。进行了原型样机的功能性实验验证，实现了方便地增加或裁剪发电系统的容量，提高了系统的可靠性。
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