[发明专利]频率转换器装置中的电转换器模块的自动机械断开

说明书

技术领域

本发明涉及发电领域。特别地，本发明涉及用于容纳电转换器模块的装置（arrangement），该电转换器模块适合于将电输入信号的第一频率转换成电输出信号的第二频率。此外，本发明涉及装配有此类装置的频率转换器（frequency converter）系统。此外，本发明涉及用于将电转换器模块断开的方法，该电转换器模块被用于将电输入信号的第一频率转换成电输出信号的第二频率。

背景技术

为了从例如风力涡轮机的发电机向电网馈送电能，通常需要使所产生的电力的频率适合于电网的工作频率。

对于风力涡轮机而言，存在已知的频率转换器装置，其使用并联的许多相同的逆变器模块和/或转换器模块以便达到电力的期望容量。下面，将这些模块称为电转换器模块。

在电转换器模块中的一个的缺陷的情况下，必须使发电机停止，并且必须将相应频率转换器从电网断开，直至已经更换有缺陷的电转换器模块为止。这是由于电转换器模块内的故障常常是由作为受控功率半导体的绝缘栅双极晶体管（IGBT）中的短路引起的。因此，不能仅在逻辑上将相应有缺陷的电转换器模块断开，而是必须在物理上将其断开以便允许其余电转换器模块继续其操作。

在被用于发电机、特别是用于风力涡轮机的许多频率转换器中，像大部头书一样将电转换器模块并排地放置在架子上，栓接到底盘并装配有栓接的（bolted）AC和DC主电流连接。在电转换器模块中的已有一个的故障的情况下，相应模块的去除是麻烦的过程，如上文已经描述的，这要求发电机停止其操作。由此，增加发电机的停机时间。

可能需要促进频率转换器内的电转换器模块的断开。

发明内容

可由根据独立权利要求的主题来满足此需要。由从属权利要求来描述本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于容纳用于将电输入信号的第一频率转换成电输出信号的第二频率的电转换器模块的装置。提供的装置包括（a）机架，其包括：（a1）输入端子，用于从发电机接收电输入信号和（a2）输出端子，用于向电网提供电输出信号，（b）槽，用于在第一位置中和第二位置中容纳电转换器模块，其中，在第一位置中，电转换器模块被电连接到输入端子和输出端子两者，并且其中，在第二位置中，电转换器模块被从输入端子和输出端子两者二者电学上断开，以及（c）致动器，其被安装到机架，并且其响应于断开触发信号而适合于将电转换器模块从第一位置移动至第二位置。

所述的装置是基于思想：能够借助于可遥控触发信号来自动地实现有缺陷的电转换器模块的断开。此自动断开能够在短时间段内实现。在自动断开之后，能够例如在几分钟内暂时修理包括所述装置的频率转换器系统，使得能够再次使发电机投入差不多正常操作，其中，能够执行仅略微减少的发电。结果，尽管在有限的负载下，能够实现电力生产的高可用性。这在离岸风力涡轮机处可能是尤其有利的，其中，由于对于修理而言依赖于天气的访问，可用性增加能够相对于电力生产的量显著地改善风力涡轮机的有效性能。

所有端子且尤其是主电流连接可以是插拔式的（pluggable）。优选地，在存在空载情况时段的时间点进行转换器模块与机架之间的断开。这可以提供主电流插头（plug）连接不必针对电流中断来设计的优点。这允许用相对简单的结构来实现连接并降低用于所述装置的成本。

输入端子的数目可以取决于由发电机产生的电力的类型。通常，特别是在发电机是风力涡轮机时，频率转换器装置包括允许从风力涡轮机的发电机接收三相交流电流的三个输入端子。

输出端子的数目取决于被馈送到电力网的电力的类型。通常，也将电输出电力提供为三相电流，使得输出端子的数目也是三个。

应提到的是第二频率是零也是可能的。这意味着电输出电力被提供为直流电流（DC）。在这种情况下，输出端子的数目也可以是两个。

应注意的是上文相对于输入和输出端子的数目的阐述仅涉及单个电转换器模块。对于本技术领域的技术人员来说应理解的是输入、相应输出端子的总数当然可以与槽的数目成正比，每个槽可能被用于容纳电转换器模块。

根据本发明的实施例，所述致动器包括机电换能器。可以例如借助于与主轴齿轮（spindle gear）相连的电动机来实现机电换能器。由此，能够实现从第一位置到第二位置的电转换器模块的平滑直线移动。

如果考虑到通常从连接位置（即第一位置）到断开位置（即第二位置）的移动速度尤其在转换器模块的所谓空载情况下不是关键的，则由所述机电换能器引起的平缓移动可以保证能够有效地防止作用在转换器模块上的不必要的机械震动。