[發明專利]多繞組風力發電機的變流器的實驗裝置

無效

• 申請號: 201410248116.7
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN103997195A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 李路
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12
• 代理公司: 北京金律言科知識產權代理事務所(普通合伙) 11461
• 代理人: 羅延紅;逯博

技術領域

本發明涉及一種變流器的實驗裝置，尤其涉及一種多繞組風力發電機的變流器的實驗裝置。

背景技術

目前，變速恒頻已經成為兆瓦級以上風力發電機組的主流技術。利用變流器來實現變速恒頻的技術方案是最為成熟的，也是應用范圍最為廣泛和最具發展前景的技術。變流技術的應用不僅有利于機組提高效率，同時對機組的并網和對電網的安全穩定運行起到了良好效果，因此，變流器在風力發電機組中起到至關重要的作用。

為了對變流器性能進行測試，需要對變流器進行各種實驗，其主要的方式是利用電網提供電能，在變流器的電網側的網側輸出端與電網之間串接一個環流變壓器，并且將環流變壓器的輸出端引出到變流器的繞組輸入端，作為模擬風力發電機的繞組，向變流器輸入電流，從而形成環流回路，該環流回路長時間通過額定負載電流，從而對變流器進行各種實驗。

對于多繞組的風力發電機組，變流器1包括與風力發電機的多個繞組相對應的多個繞組輸入端11，變流器內部的機側電路一般采用被動整流的方式，各個繞組輸入端直接與變流器內部的二極管整流橋12對應連接。如圖1所示，其為現有技術的多繞組風力發電機的變流器的實驗裝置的結構示意圖，圖1僅示出了雙繞組的情形，兩個繞組輸入端11經由電機側斷路器13連接在內部的六橋臂的二極管整流橋12上，在變流器的網側輸出端14上，連接有環流變壓器2，環流變壓器2的輸出端與電網連接，同時也將輸出端的線路一分為二，引出至變流器1的繞組輸入端11，然后再分別連接在二極管整流橋12的六個橋臂上。圖1所示的變流器的其他主要部件還包括：主斷路器15，斬波制動16、逆變器17、電壓測量端18、電流測量端19、機艙連接端20、風力發電機主控系統連接端21。

發明人在實現本發明的過程中，發現現有技術中至少存在如下問題：變流器電機側的整流為被動整流的多脈波整流方式，其對電網側將造成諧波增大的影響，并且使功率因數偏低。以圖1所示的雙繞組的風力發電機的二極管整流橋來說，整流后的電流中包含了5次和7次諧波的成分很高，輸入到電網后，將會造成電網側的5次和7次諧波的增大，對電網側造成嚴重的影響。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種多繞組風力發電機的變流器的實驗裝置以減少整流后的諧波成分，降低對電網側的影響。

本發明的實施例提供一種多繞組風力發電機的變流器的實驗裝置，其包括被測試的變流器、環流變壓器以及移相變壓器，所述變流器為被動整流型變流器，所述變流器包括與風力發電機的多個繞組相對應的多個繞組輸入端，所述環流變壓器的一端連接在所述被測試變流器的網側輸出端，所述環流變壓器的另一端與電網和所述移相變壓器的一次側連接，所述移相變壓器二次側包括與所述繞組輸入端對應的多組二次側繞組，相鄰的二次側繞組輸出的電壓的相位相差一個預定的相位角。

本實施例的變流器的實驗裝置，通過移相變壓器使相鄰的各二次側繞組輸出的電壓的相位彼此相差一個預定的相位，這樣，各組二次側繞組的輸出的電壓輸入到變流器中的二級管整流橋后，由于存在相位差，經過二極管整流后的電流的部分高次諧波將會相互抵消，減少部分高次諧波的含量，對電網的影響會降低。

其中，所述變流器可以為雙繞組風力發電機的變流器，所述移相變壓器的二次側包括兩組二次側繞組，所述兩組二次側繞組輸出的電壓的相位相差30度。

對于雙繞組的風力發電機的變流器，通過將兩組二次側繞組輸出的電壓的相位錯開30度，相當于對從繞組輸入端輸入的電流進行了12脈波整流，整流后的電流波形相對于6脈波整流而言，更加平滑，并且5次與7次諧波含量大幅度降低。

其中，所述移相變壓器的一次側繞組可以采用星形連接或者三角形連接，在兩組二次側繞組中，一組二次側繞組采用星形連接，另一組二次側繞組采用三角形連接。

該連接方式以簡單的結構實現了二次側兩組繞組的相位相差30度，從而降低整流后的電流的5次與7次諧波含量。

其中，所述變流器可以為三繞組風力發電機的變流器，所述移相變壓器的二次側包括三組二次側繞組，相鄰的二次側繞組輸出電壓的相位相差20度。

對于三繞組風力發電機的變流器，通過移相變壓器將二次側繞組輸出電壓的相位錯開20度，能夠顯著減少5、7、13、15、17次諧波。

其中，所述變流器可以為四繞組風力發電機的變流器，所述移相變壓器的二次側包括四組二次側繞組，相鄰的二次側繞組輸出電壓的相位相差15度。

對于四繞組風力發電機的變流器，通過移相變壓器將二次側繞組輸出電壓的相位錯開15度，能夠顯著減少5、7、13、15、17次諧波。

附圖說明