[發明專利]海上大型直驅開關磁阻風力發電機功率變換器及其系統

有效

• 申請號: 201410853077.3
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104539206A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 孫冠群
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02K16/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.海上大型直驅開關磁阻風力發電機功率變換器及其系統，由開關磁阻風力機(1)、功率變換器(2)、DC/DC變換器(3)、系統控制器(4)組成，其特征在于，所述開關磁阻風力機(1)與所述功率變換器(2)互連，功率變換器(2)連接所述的DC/DC變換器(3)，DC/DC變換器(3)輸出并與其他開關磁阻風力發電機功率變換器系統的DC/DC變換器(3)輸出串聯或并聯后經直流海底電纜輸出電能到岸上，所述的系統控制器(4)與功率變換器(2)互連，并與DC/DC變換器(3)連接，開關磁阻風力機(1)也連接系統控制器(4)。

2.根據權利要求1所述的海上大型直驅開關磁阻風力發電機功率變換器及其系統，其特征是，所述的開關磁阻風力機(1)由風力機、MW級大型四相繞組及定子40極和轉子30極的開關磁阻發電機、檢測裝置組成，其中，所述風力機和所述MW級大型四相繞組及定子40極和轉子30極的開關磁阻發電機之間同軸直驅，檢測裝置主要有風速傳感器、風力機轉速和開關磁阻電機轉子位置傳感器。

3.根據權利要求1所述的海上大型直驅開關磁阻風力發電機功率變換器及其系統，其特征是，所述的功率變換器(2)，核心是功率變換器主電路，由發電電源部分和勵磁電源部分組成；所述發電電源部分由六個電力電子開關管(V1-V6)、六個電力二極管(D1-D6)、第一電解電容器(C1)組成，從上到下第一電力二極管(D1)與第二電力電子開關管(V2)串聯，二者極性同向，從上到下第一電力電子開關管(V1)與第二電力二極管(D2)串聯，二者極性同向，從上到下第三電力二極管(D3)和第三電力電子開關管(V3)串聯，二者極性同向，以上三組串聯支路中，最前和最后兩條支路同極性并聯連接，中間串聯支路負極性端與前述兩條并聯支路的負極端連接，三條支路間，第一條和第二條的中間接點處連接開關磁阻發電機的第一相繞組A，第二條和第三條的中間接點處連接開關磁阻發電機的第二相繞組B，以上為第一相繞組A和第二相繞組B連接的主電路部分，第三相繞組C和第四相繞組D的接法和前者一樣，使用第四到第六電力電子開關管(V4-V6)、第四到第六電力二極管(D4-D6)構成，這部分主電路與前者A、B兩相繞組的主電路同極性并聯連接，同時，各自的中間的串聯支路即第一電力電子開關管(V1)和第四電力電子開關管(V4)的正極端連接，第一電解電容器(C1)跨接在第六二極管(D6)和第六電力電子開關管(V6)串聯支路兩端后輸出給DC/DC變換器(3)，此處的輸出也是勵磁電源部分的輸入，因此，勵磁電源部分的電能來自于開關磁阻發電機經功率變換器發電電源部分主電路輸出的電能，利用具備隔離、變壓、適應較大功率等級的正激電路作為勵磁電源部分的主電路，其由三繞組的第一變壓器(T1)、第八到第十電力二極管(D8-D10)、第二電解電容器(C2)和第三電解電容器(C3)、第一電抗器(L1)、第七電力電子開關管(V7)組成，第七電力電子開關管(V7)的占空比與該勵磁電源電路即正激電路輸出電壓成正比，該勵磁電源部分輸出的正極端接前述第一電力電子開關管(V1)和第四電力電子開關管(V4)的正極端，負極端接前述功率變換器發電電源部分主電路的負極端；另外，還有第七電力二極管(D7)與蓄電池(X)同極性串聯的支路，其上部正極與勵磁電源部分輸出的正極端即第一電力電子開關管(V1)和第四電力電子開關管(V4)的正極端連接，其下部負極與勵磁電源部分輸出的負極端即發電電源部分負極端連接，蓄電池(X)的電壓明顯小于勵磁電源部分輸出電壓，僅在本發明所述系統工作起始時作為相繞組初始勵磁電源所用。