，而要考控制风力发电机第页共页虑实际的控制需要。物理实现要求的输入，应当排除干扰信号适应于工业现场。输出应放大到工业控制的水平，能为实际控制系统方便使用。这就要求电路专门设计。根据实施控制的基本点的分析，采用了典型的计算结构。主要是由和专门设计的输入输出接口电路组成，如图。中央处理器般由控制电路运算器和寄存器组成，这些电路般都集成在个芯片上。通过地址总线数据总线和控制总线与存储单元输入输出接口电路相连接。按扫描方式工作，从首址存放的第条用户程序开始，到用户程序最后个地址，不停的周期性扫描，每扫描次，用户程序就执行次。图的典型结构的主要功能为从存储器中读取指令。从地址总线上给出存储地址，从控制总线上给出读指令，从数据总线上得到读出的命令，并存入内的指令寄存器中。执行指令。对存放在指令寄存器中的指令操作码进行译码，执行指令规定的操作，如读取输入信号，取操作数，进行逻辑运算和算术运算，将结果输出给有关部分。准备取下个指令。执行完条指令后，能根据条件产生下条指令的地址，以便取出和执行下条指令，在的控制下，程序的指令既可以顺序执行，也可以分支或跳转。④处理中断。除顺序执行程序外，还能接收输入输出接口发来的中断请求，并进行中断处理，中断处理完后，再返回原址，继续顺序执行。存储器用于存放系统程序，般系统程序是由厂家编写的，不能由用户直接存取。系统程序存储器用来存放有关系统管理解释指令标准程序系统调用等程序。般用或构成。由用户编写的程序称为用户程序，用户程序存放在用户程序存储器中，用户程序存储器的容量不大，般只有几的容量，常用构成。输入输出部分这是与被控设备相连接的接口电路。用户设备输入的各种控制信号，如限位开关操作按扭选择开关行程开关以及其他些传感器输出的开关量或模拟量要通过模数变换进机内等，通过输入输出电路将这些信号转换成中央处理器能够接收和处理的信号。输出接口电路将中央处理器送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀接触器电机等被控控制风力发电机第页共页设备的执行元件。输入接口电路现场输入接口电路般由光电耦合电路和微电脑输入接口电路成。光电耦合电路采用光电耦合电路与现场输入信号相连是为防止现场的强电干扰进入。光电耦合电路的关键器件是光电耦合器，般由发光二极管和光电三极管组成。光电耦合器的抗干扰性能由于输入和输出段是靠光信号耦合的，在电器上是完全隔离的，因此输出端的信号不会反馈到输入端，也不会产生地线干扰和其他串扰。微电脑的输入接口电路它般由数据输入寄存器选通电路和中断请求逻辑电路构成，这些电路集成在个芯片上。现场的输入信号通过光电耦合送到输入数据寄存器，然后通过数据总线送给。输出接口电路般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成。微电脑输出接口电路般由输出数据寄存器选通电路和中断电路集成而成。通过数据总线将要输出的信号放到输出数据寄存器中。功率放大电路是为了适应工业控制的要求，将微电脑输出的信号加以放大。般采用继电器输出。电源部件将交流电源转换成供所需的直流电源。目前大部分采用开关式稳压电源供电。的软件系统系统程序它由的制造企业编制，固化在或中，按装在上，随产品提供给用户。系统程序包括系统管理程序用户指令解释程序和供系统调用的标准程序模块等。系统管理程序其主要功能为时间分配的运行管理，即实现输入输出运算，自检及提供通信时序存储空间的额分配管理，即生成用户环境，规定各种参数程序的存放地址，将用户使用的数据参数存储地址转化为实际的数据格式及物理存储地址系统的自检程序，即对系统进行出错检验用户程序语法检验句法检验警戒时钟运行等。在系统管理程序的控制下，整个能正确有效地工作。用户指令解释程序它可将用户用各种编程语言梯形图语句表等编制的应用程序翻译成能执行的机器指令。供系统调用的标准程序模块它由许多，要求具有快速处理能力的微处理器作为控制单元，而这些是早期的半导体工艺和技术水平所难以达到的。所以这期间矩阵式变换器的研究主要针对主回路的拓扑结构及双向开关的实现，大多都处于理论研究阶段，很少有面向工业实际的研究。高工作频率低控制功率的全控型功器件如，等不断涌现，推动了矩阵式变换器控制策略的研究。变换器有直变换法电流跟踪法间接变换法。直接变换法是通过对输入电压的连续斩波来合成输出电压的，它可以分为坐标变换法谐波注入法等效电导法及标量法，所有这些方法虽各有定的优越性，但也存在定的问题，限制了它们的应用范围。如标量法的输入相电流波形较好，但输出谐波较大。电流跟踪法将三相输出电流信号与实测的输出电流信号相比较，根据比较结果和当前的开关电源状态决定开关动作，它具有容易理解实现简单响应快鲁棒性好等特点，但也有滞环电流共有的缺点开关频率不够稳定谐波随机分布，且输入电流波形不够理想存在较大的谐波等。间接变换法空间矢量调制技术，又称为间接变换法交直交等效变换法，是基于空控制风力发电机第页共页间矢量变换的种方法，它将交交变换虚拟为交直和直交变换，这样便可采用流行的高频整流和高频波形合成技术，变换器的性能可以得到较大的改善。当然具体实现时是将整流和逆变步完成的，低次谐波得到了较好的抑制，但控制方案较为复杂，缺少有效的动态理论分析支持。它是在矩阵式变换器中研究较多也是较为成熟的种控制策略，比较有发展前途。这种调制策略既能控制输出波形，又能控制输入电流波形旋转编码器旋转编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数几十个到几千个都有，和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。图为旋转编码器图旋转编码器由个中心有轴的光电码盘，其上有环形通暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成,每个正弦波相差度相位差相对于个周波为度，将信号反向，叠加在两相上，可增强稳定信号另每转输出个相脉冲以代表零位参考位。由于两相相差度，可通过比较相在前还是相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。编码器码盘的材料有玻璃金属塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度热稳定性寿命均要差些。分辨率编码器以每旋转度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度或直接称多少线，般在每转分度线。变频器变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动变频调速提高运转精度改变功率因素过流过压过载保护等功能。国内技术较领先的品牌有汇川欧瑞原烟台惠丰三晶蓝海华腾。图为变频器控制风力发电机第页共页图变频器主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的整流器，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的平波回路，以及将直流功率变换为交流功率的逆变器。整流器最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。平波回路在整流器整流后的直流电压中，含有电源倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压电流。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。逆变器同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使个开关器件导通关断就可以得到相交流输出。以电压型逆变器为例示出开关时间和电压波形。控制电路是给异步电动机供电电压频率可调的主电路提供控制信号的回路，它有频率电压的运算电路，主电路的电压电流检测电路，电动机的速度检测电路，将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路组成。运算电路将外部的速度转矩等指令同检测电路的电流电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压频率。电压电流检测电路与主回路电位隔离检测电压电流等。驱动电路驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通关断。速度检测电路以装在异步电动机轴机上的速度检测器等的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。保护电路检测主电路的电压电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压电流值。控制风力发电机第页共页第四章设计流程控制风力发电机工作原理如图所示，位置点在号位置，工作台上分为个风向，编号是，个编码器套在电动机轴上，脉冲转。能以最高的效率调任意个风向到位置点，低速旋转式工作间的倍。使用位数字开关设置风向，数字开关接在。图图风力发电机工作原理控制风力发电机第页共页程序流程图图程序流程图开始风力带动叶片转动增速箱增速发电机发电变换器电网控制变频器数字开关旋转工作台旋转控制风力发电机第页共页输入输出地址表表地址表输入输出相脉冲开关控制变频器正转相脉冲开关控制变频器反转零位开关控制变频器高速总停按钮控制变频器低速数字开关正转指示灯亮数字开关反转指示灯亮数字开关高低速指示灯闪烁数字开关相脉冲高速正转相脉冲低速正转零位断开高速反转低速反转启动按钮控制风力发电机第页共页外部接线图图外部接线图控制风力发电机第页共页梯形图控制风力发电机第页共页控制风力发电机第页共页总结在做这个课题设计过程中，我重温了以前学过的知识，也巩固了很多以前没学号的知识，使我的专业理论知识更加扎实软件操作更加熟练。做完这个课题设计后，我得出以下几个结论风力发电机能否完全实现自动化，真正实现无人操作也能自动完成发电过程二该系统在实施的情况下，是否合理利用了风力资源,并且得到环境保护三该系统的研究方向，由于本系统并不完善,希望在今后的学习中不断努力,以获得更好的设计。加上这部分会使该设计更加完善，也是我以后继续研究的方向。最后，经过这次毕业设计，培养了我的设计能力和全面考虑问题的能力。学习的过程是枯燥的，也是痛苦的，可是收获成功的喜悦更是让我激动不已。我相信，通过这次毕业设计，它将对我以后的学习和工作都会产生重要的影响。本论文是在周老师亲自指导下完成的。指导老师在此设计上给了我很大的帮助，是我在设计过程中避免了许多无谓的。指导老师丝不苟严谨认真的治学态度，精益求精诲人不倦的学者风范，以及正直无私磊落大度的高尚品格，更让我明白了许多做人的道理，在此我对指导老师表示衷心的感谢。