[实用新型]一种并网型开关磁阻发电机的功率变流器装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电领域，具体地，涉及一种并网型开关磁阻发电机的功率变流器装置。

背景技术

开关磁阻发电机被用于风力发电系统时，需要功率变流器作为实现其励磁和发电的控制器，尤其是并网型发电机组，还需要实现发电机和电网的能量变换，并能够使机组发出的电能满足电网的要求。目前基于开关磁阻发电机的风电机组尚处于小功率样机试验阶段，功率变流器的直流侧采用蓄电池并联结构，无法满足开关磁阻发电机在风电领域的工程化应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种既能够使开关磁阻发电机实现励磁、发电控制，又能够同电网之间实现能量变换的，适用于并网型开关磁阻发电机的功率变流器装置。

实现上述目的的技术方案如下：

一种并网型开关磁阻发电机的功率变流器装置，包括与开关磁阻发电机连接的发电机侧变流器单元及与电网连接的电网侧变流器单元；在所述发电机侧变流器单元及电网侧变流器单元之间还并联有直流电容。

进一步地，所述发电机侧变流器单元包括与发电机定子相数相等的多个并联的桥臂；每个桥臂均包括两个IGBT和两个二极管；其中第一IGBT的集电极同第一二极管的阴极连接，第一IGBT的发射极同第二二极管的阴极连接；第二IGBT的集电极同第一二极管的阳极连接，第二IGBT的发射极同第二二极管的阳极连接；且发电机的定子绕组两端分别与所述的第一IGBT的发射极和第二IGBT的集电极连接；每个桥臂中的第一IGBT的集电极均与所述直流电容的正端连接；每个桥臂中的第二IGBT的发射极均与所述直流电容的负端连接。

进一步地，所述电网侧变流器单元包括三个并联的桥臂；其中每个桥臂均由两个首尾相接串联的IGBT模块组成；每个IGBT模块由一个IGBT与一个反向二极管并联组成；且每个桥臂中的上端的IGBT的集电极与所述直流电容的正端连接；每个桥臂中的下端的IGBT的发射极与所述直流电容的负端连接。

进一步地，所述电网侧变流器单元还包括第一电抗器、第二电抗器；所述第一电抗器与每个桥臂中的上端IGBT的发射极相连；所述第二电抗器与电网相连；第一电抗器与第二电抗器之间还连接有三相交流滤波电容器。

进一步地，所述三相交流滤波电容器采用三角或星型接法连接在第一电抗器与第二电抗器之间。

本实用新型的并网型开关磁阻发电机的功率变流器装置，直流侧无需并联蓄电池，可实现发电机和电网的能量双向流动及快速变换，在合适的控制策略下，可满足电网的并网要求；发电机侧变流器单元的桥臂数可根据发电机的定子相数进行适时调整，结构非常简单。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的并网型开关磁阻发电机的功率变流器装置电路结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的并网型开关磁阻发电机的功率变流器装置，包括与开关磁阻发电机连接的发电机侧变流器单元100及与电网连接的电网侧变流器单元200；在发电机侧变流器单元100及电网侧变流器单元200之间还并联有直流电容16。

发电机侧变流器单元100包括与发电机定子相数(以定子相数为三相为例)相等的多个并联的桥臂；每个桥臂均包括两个IGBT(开关器件，它由可控的电力电子功率器件组成)和两个二极管；其中第一IGBT1(2、3)的集电极同第一二极管7(9、11)的阴极连接，第一IGBT1(2、3)的发射极同第二二极管8(10、12)的阴极连接；第二IGBT4(5、6)的集电极同第一二极管7(9、11)的阳极连接，第二IGBT4(5、6)的发射极同第二二极管8(10、12)的阳极连接；且发电机的定子绕组13(14、15)两端分别与第一IGBT1(2、3)的发射极和第二IGBT4(5、6)的集电极连接；每个桥臂中的第一IGBT1、2、3的集电极均与直流电容16的正端连接；每个桥臂中的第二IGBT4、5、6的发射极均与直流电容16的负端连接。

电网侧变流器单元200包括三个并联的桥臂；每个桥臂均由两个首尾相接串联的IGBT模块(17、20；18、21；19、22)组成；每个IGBT模块17、18、19、20、21、22由一个IGBT与一个反向二极管并联组成；每个桥臂中的上端的IGBT17、18、19的集电极与直流电容16的正端连接；每个桥臂中的下端的IGBT20、21、22的发射极与直流电容16的负端连接。