[發明專利]一種多工作模式雙饋變流器電路

在審

• 申請號: 202010824080.8
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111884261A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 任曉峰;王曉坤
• 申請（專利權）人: 蘇州乾能電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02P9/00;H02P101/15
• 代理公司: 杭州廣奧專利代理事務所(特殊普通合伙) 33334
• 代理人: 尹建民

本發明公開了一種多工作模式雙饋變流器電路，包括雙饋變流器、雙饋電機、并網開關及控制系統，所述控制系統中植入有多種軟件控制模式，包括低速模式、中高速模式和超速制動模式，控制系統控制雙饋變流器、雙饋電機及并網開關工作，所述雙饋變流器包括交流器網側部分、交流器轉子側部分、交流器定子側部分，所述雙饋電機分為轉子側和定子側，通過軟件控制工作模式，使得系統可以運行在多種工作模式，解決雙饋系統風速較小，電機轉速較低情況下，無法并網發電問題，同時執行效率高，模式切換速度快，增加的輔助電路，在低速和中高速都能參與工作，同時風機在超速時候，還可以輔助增加制動轉矩。

技術領域

本發明涉及一種多工作模式雙饋變流器電路。

背景技術

在大功率風力發電領域，主要有雙饋方案和全功率方案。雙饋方案使用雙饋電機，雙饋變流器，配置有高速齒輪箱。全功率方案，一般使用永磁發電機，全功率變流器，不用齒輪箱，或者采用中速齒輪箱。在陸地上，雙饋方案應用更為廣泛，雙饋方案相比永磁全功率成本低。但是，雙饋方案低速的時候比全功率方案效率低一些，而且，速度不能太低，有轉速下限限制，這是雙饋方案的主要缺點。主要原因是雙饋電機的轉子側感應電壓與轉速運行范圍有關，當轉速大大偏離同步轉速，轉子側感應電壓就會隨之增大。即與滑差s有關，n1為電機的磁場同步轉速，n為電機的實際機械轉速，為了解決雙饋風機低速運行范圍問題，出現了雙饋變流器的“雙模運行方案”。該方案在雙饋電機定子側增加短接開關。雙饋風機，一般當風機在950rpm-2030rpm范圍運行的時候，并網開關閉合，短接開關斷開，此時是正常雙饋運行模式，軟件算法為雙饋電機模式。當風機在低速運行的時候，并網開關斷開，短接開關閉合，此時雙饋電機是異步發電機運行模式，軟件算法為異步發電運行模式；同時全功率也有類似的方案，采用電勵發電機磁替代永磁發電機。然而風機發電領域已有雙饋風機雙模系統及電路方案，低速異步發電模式效率低，需要電流容量很大的短路開關，其它模式時短路開關沒有用處，因此需要開發出一種能適用于多種工作模式下使用的雙饋變流器電路，來解決目前所遇到的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種雙饋變流器電路，通過軟件控制工作模式，使得系統可以運行在多種工作模式，解決雙饋系統風速較小，電機轉速較低情況下，無法并網發電問題，同時執行效率高，模式切換速度快，增加的輔助電路，在低速和中高速都能參與工作，同時風機在超速時候，還可以輔助增加制動轉矩，具有實用性和使用廣泛性的多工作模式雙饋變流器電路。

為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：

一種多工作模式雙饋變流器電路，包括雙饋變流器、雙饋電機、并網開關及控制系統，并網開關的一端與電網連接，所述控制系統中植入有多種軟件控制模式，包括低速模式、中高速模式和超速制動模式，控制系統控制雙饋變流器、雙饋電機及并網開關工作，所述雙饋變流器包括交流器網側部分、交流器轉子側部分、交流器定子側部分，所述雙饋電機分為轉子側和定子側，所述交流器定子側部分的一端并聯在交流器網側部分、交流器轉子側部分之間，交流器定子側部分的一端與雙饋電機的定子側連接。

優選的，在低速模式運行時，并網開關斷開，軟件控制模式電勵磁發電機模式，變流器定子側部分負責發電機功率變換，將能量饋送到直流側，變流器網側部分，負責將直流側能量饋送到電網。

優選的，在中高速模式運行時，并網開關閉合，軟件控制模式與傳統的雙饋發電一致，此時，變流器定子側部分和變流器網側并聯工作。

優選的，如果沒有配置電感，在中高速模式運行時，定子部分處于停止工作狀體，不參與能量轉換。

優選的，在超速制動模式運行時，由于風速突變導致電機轉速超過最高限速，并網開關斷開，變流器定子側部分，由于不存在機械開關，可以快速投入，通過發電來提供部分制動轉矩，軟件控制模式是電勵磁發電機模式，變流器定子側部分負責發電機功率變換，將能量饋送到直流側，變流器網側部分，負責將直流側能量饋送到電網。