[實用新型]風力發電機組偏航變頻器直流過壓保護裝置及變頻裝置

有效

• 申請號: 201520939809.0
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN205178866U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 劉亞林;張朝遠;閆中杰;楊興華
• 申請（專利權）人: 中船重工(重慶)海裝風電設備有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 李興寰;周維鋒

技術領域

本實用新型涉及風力發電領域，尤其涉及一種風力發電機組偏航變頻器直流過壓保護裝置及變頻裝置。

背景技術

隨著新能源技術的不斷發展，風能源作為新能源中的一個重要組成部分，得到人們的廣泛關注。風力發電技術是指將風能轉換為機械能，再將機械能轉換為電能的技術。目前的風力發電系統如圖1所示，通常可以包括風向儀、控制器、變頻器、偏航電機、轉子葉片和發電機，其中風向儀可以檢測當前的風向，并將該風向信息發送給控制器，控制器根據該風向信息對可以變頻器進行控制，以使變頻器向偏航電機提供的電源發生變化。偏航電機在變頻器提供的電源的作用下，可以驅動轉子葉片的轉向發生變化，以使轉子葉片正對著當前風向，從而保證轉子葉片在當前風速下以最快的速度進行轉動，由此可以將當前風能轉換為最大的機械能。轉子葉片在轉動的過程中，發電機可以將轉子葉片提供的機械能轉換為電能，由此即可完成風力發電的全過程。在正常工作情況下，偏航電機用于驅動轉子葉片的轉向發生改變，通常處于電動狀態。

然而，當出現湍流風時，偏航電機可能處于發電狀態，此時偏航電機可能將產生的電能通過變頻器反饋至變頻器的直流母線上，此時該直流母線可能出現直流過壓故障，并可能導致整個風力發電系統停止運行。

實用新型內容

本實用新型提供一種風力發電機組偏航變頻器直流母線過壓保護裝置以及變頻裝置，以解決因偏航電機出現發電狀態時變頻器直流母線上可能出現的過壓故障問題。

根據本實用新型實施例的第二方面，提供一種風力發電機組偏航變頻器直流過壓保護裝置，包括比較單元、導通單元和能耗單元，其中所述比較單元分別與變頻器的直流母線和所述導通單元連接，用于對所述直流母線的電壓與預設的電壓閾值進行比較，并在所述直流母線上的電壓大于或者等于所述預設的電壓閾值時，向所述導通單元發送導通信號；

所述導通單元與所述能耗單元串聯后，一端與所述直流母線的正極連接，另一端與所述直流母線的負極連接。

在一種可選的實現方式中，所述導通單元為制動斬波器，所述能耗單元為電阻。

在另一種可選的實現方式中，所述制動斬波器包括第一IGBT，所述第一IGBT與所述電阻串聯后，一端與所述直流母線的正極連接，另一端與所述直流母線的負極連接，且所述第一IGBT的基極與所述比較單元連接。

在另一種可選的實現方式中，所述制動斬波器還包括第一二極管，所述第一二極管與所述電阻并聯，并且所述第一二極管的正極與所述直流母線的負極連接，負極與所述直流母線的正極連接。

根據本實用新型實施例的第一方面，提供一種變頻裝置，包括比較單元、導通單元、能耗單元和變頻器，其中所述比較單元分別與所述變頻器的直流母線和所述導通單元連接，用于對所述直流母線的電壓與預設的電壓閾值進行比較，并在所述直流母線上的電壓大于或者等于所述預設的電壓閾值時，向所述導通單元發送導通信號；

所述導通單元與所述能耗單元串聯后，一端與所述直流母線的正極連接，另一端與所述直流母線的負極連接。

在一種可選的實現方式中，所述導通單元為制動斬波器，所述能耗單元為電阻。

在另一種可選的實現方式中，所述變頻器為兩象限變頻器，所述兩象限變頻器包括二極管整流電路和第二IGBT，其中所述二極管整流電路的第一輸出端與所述第二IGBT的集電極連接，第二輸出端與所述第二IGBT的發射極連接；

所述第二IGBT的基極用于接收控制信號，以使所述第二IGBT在接收到所述控制信號后導通或者斷開；

所述制動斬波器包括第一IGBT，所述第一IGBT的基極與所述比較單元連接，所述第一IGBT與所述電阻串聯后，一端與所述第二IGBT的發射極連接，另一端與所述第二IGBT的集電極連接。

在另一種可選的實現方式中，所述制動斬波器還包括第一二極管，所述第一二極管與所述電阻并聯，并且所述第一二極管的正極與所述第一IGBT的集電極連接，負極與所述第二IGBT的集電極連接。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型通過在變頻器直流母線上的電壓超過預設的電壓閾值，即偏航電機反饋至該直流母線電能可能對直流母線造成過壓危害時，由比較單元控制導通單元導通，從而使與該導通單元串聯的能耗單元，對偏航電機反饋至直流母線上的電能進行消耗，由此可以實現對變頻器上直流母線的過壓保護，進而可以避免風力發電系統由于變頻器直流母線出現過壓故障而停機；