[实用新型]用于风力涡轮机的模块化频率转换器系统及其转换器柜

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于风力涡轮机的电力电子设备领域。具体而言，本实用新型涉及一种用于风力涡轮机频率转换器系统的转换器柜，用于风力涡轮机的模块化频率转换器系统，以及风力涡轮机。 

背景技术

带竖向转子的风力涡轮机具有发电机，其收容在可相对于风力涡轮机的塔架旋转的机舱内。通常，由于高电压和高电流，用于发电机的大部分电力电子设备均设置在机舱内邻近发电机。 

然而，在电力电子设备的构件例如功率半导体出现故障的情况下，替换损坏的构件通常可能很复杂，这是由于电力电子设备因其设置在风力涡轮机顶部的机舱中而难以触及。 

例如，大多数常规风力涡轮机是基于低压双馈感应发电机的。此类系统所需的转换器相对较小，但紧邻发电机安置，即处于机舱中。由于风力涡轮机的尺寸不断增长，故此原理可能到达其极限，因为所有构件还有转换器的尺寸均在增长。机舱重量增大到高位值，可能会引起维修费用的增加。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供容易维修用于风力涡轮机的电力电子设备。 

根据本实用新型的实施例，一种用于风力涡轮机频率转换器系统的转换器柜包括：至少具有第一插座(receptacle)和第二插座的构架，其中，各插座均适于接收用于将DC电流和AC电流中的一种转换成DC电流和AC电流中的另一种的第一相位模块以及用于在例如电网 损失的情况下耗散来自于风力涡轮机的多余电能或电力的斩波器(chopper)模块中的一者。 

转换器柜包括用于频率转换器的电力电子构件如相位模块或斩波器模块的插槽。收容电力电子构件的模块可插入插槽或插座中，并且如果其中的一个模块出现故障，则可简单地通过从插槽中取出破坏的模块并插入可工作的模块来替换破坏的模块。 

这可能在中压永磁发电机的情形中特别有用。该原理容许所需的全尺寸中压转换器实际上可安置在涡轮机中的任何位置上。 

第一相位模块可适于将DC电流转换成AC电流，以及/或者将AC电流转换成DC电流。 

由于转换器柜的插座适于接收不同模块，故形成了由其可设置或组装成不同类型的转换器柜的组成套件。 

根据本实用新型的实施例，转换器柜包括连接到构架的至少两个插座中的一个上的第一相位模块。 

根据本实用新型的实施例，转换器柜包括连接到构架的至少两个插座中的一个上的斩波器模块。 

根据本实用新型的实施例，转换器柜至少包括第一相位模块和第二相位模块，其中，第一相位模块连接到构架的第一插座上，以及其中，第二相位模块连接到构架的第二插座上。 

根据本实用新型的实施例，相位模块(即，第一相位模块和/或第二相位模块)包括适用于限制由相位模块所产生的电压峰值的半导体电路。 

根据本实用新型的实施例，转换器柜包括容纳构架的外壳，其中，转换器柜包括柜门，其中，外壳和柜门完全地围起转换器柜的构件。利用这些措施，保护转换器柜的构件免受风力涡轮机的恶劣环境。例如，风力涡轮机可为离岸的风力涡轮机。由于有柜门，故简单地通过打开柜门，便可容易地接近转换器柜内的构件，例如相位模块或斩波器模块，以便进行维修。 

本实用新型还涉及一种用于风力涡轮机的模块化频率转换器系统。根据本实用新型的实施例，模块化频率转换器系统包括：频率转换器，其适于将由风力涡轮机的发电机所产生的具有第一频率的电力转换成可供送到电力网上的具有第二频率的电力，以及至少一个转换器柜。 

模块化频率转换器系统可包括同等制造的转换器柜，其配备有不同类型的模块。例如，用于三相电流的频率转换器可包括六个相位模块和一个斩波器模块。 

模块化频率转换器系统可包括模块化构件，或者可由更换简便的模块组装而成。柜子可为模块化频率转换器系统的模块。 

根据本实用新型的实施例，模块化频率转换器系统还包括控制柜，其中，频率转换器系统具有多个构件，其中，控制柜适用于控制频率转换器的构件。在控制柜或控制隔间中，频率转换器系统的一些控制零件可包括在紧凑式隔间中。 

根据本实用新型的实施例，控制柜和频率转换器构件通过光纤线路相连。这样所具有的优点在于，通过光纤线路发送的控制信号不受频率转换器中所产生的电磁场的干扰。 

根据本实用新型的实施例，模块化频率转换器系统包括滤波器柜，其可收容用于将AC电流转换成大致为正弦的电流来供送给变压器的电网滤波器单元，并且此外或作为备选，滤波器柜可收容用于限制风力涡轮机的发电机的电压斜率(dv/dt)的机器侧或发电机侧滤波器单元。