[发明专利]用于风力发电机变流器的制动电阻

说明书

技术领域

本发明属于风力发电领域，涉及一种改进的用于风力发电机变流器的制动电阻。

背景技术

用于风力发电机变流器的制动电阻是一种风电系统电制动装置，该制动装置安装在风力发电机中，在风力发电机进行制动时将多余的电能转化为热能并使其消散。为了给风力发电机提供有效且可靠的电制动，制动电阻需要承受大电流(例如达到千安级)以及大功率(例如达到兆瓦级)，并且需要保证有良好的散热使电阻元件的温升在设定的范围之内。

图1示出了根据现有技术的制动电阻。参照图1，该制动电阻为箱式结构，多个电阻片之间通过螺栓进行连接。因制动电阻为瞬时冲击工作，导致制动电阻箱内温度不能及时散发，所以在制动电阻热计算时将忽略电阻的空间散热，这样将导致制动电阻的成本升高，技术难度大等缺点。由于多个电阻片之间使用螺栓连接，导致电阻片寄生电感和寄生电容增大。当制动电阻因母线出现高压而瞬时工作时，由于寄生电感导致制动电阻不能及时释放母线能量，使风力发电机机组出现过压停机甚至发生危险。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种改进的用于风力发电机变流器的制动电阻。

根据本发明的一方面，一种用于风力发电机变流器的制动电阻包括：环形底板，附着到风力发电机的塔筒壁的内周表面上；环形扣板，结合到环形底板，在环形底板和环形扣板形成中空的空间；第一电阻片和第二电阻片，每个电阻片呈环带形，沿着每个电阻片的圆周方向在每个电阻片上以预定间隔设置有多个通孔，第一电阻片和第二电阻片上下彼此隔开预定距离；多个绝缘端子，穿过第一电阻片和第二电阻片的相应通孔，以支撑并固定第一电阻片和第二电阻片；多个固定构件，每个固定构件穿过环形扣板、相应绝缘端子以及环形底板，并被固定到风力发电机的塔筒壁的内周表面上。

环形扣板可包括：竖直延伸部分；上延伸部分和下延伸部分，分别从竖直延伸部分的上端和下端水平地延伸，并且分别结合到环形底板的上端和下端。

可在第一电阻片和第二电阻片的第一预定位置设置有导电部分，导电部分将第一电阻片和第二电阻片彼此连接。

风力发电机的变流器的直流母线可连接到第一电阻片和第二电阻片的与第一预定位置隔开的第二预定位置，从而第一电阻片、第二电阻片、导电部分以及变流器形成闭合回路。

每个绝缘端子的两端可分别接触环形扣板的竖直延伸部分和环形底板。

第一电阻片和第二电阻片可沿着绝缘端子的纵长方向位于绝缘端子的中部。

附图说明

通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本发明这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：

图1示出了根据现有技术的制动电阻；

图2示出了根据本发明的用于风力发电机变流器的制动电阻的整体构造图；

图3是图2所示的制动电阻的局部放大剖视图。

具体实施方式

制动电阻安装在风力发电机中，用于在风力发电机进行制动时将风力发电机变流器的直流母线上多余的电能转化为热能并使其消散，从而稳定直流母线温度不继续升高。

制动电阻上的电压电流做功会产生热量Q，热量公式为：Q=Pt=u(t)×i(t)×t,其中，P为功率，u(t)为制动电阻的电压瞬时值，i(t)为制动电阻的电流瞬时值，t为时间。

上面计算的热量Q为风力发电机需要消散的能量。

根据制动电阻吸收能量的公式关系得到如下：

Q=C×M×ΔT

其中，C为制动电阻的比热容，M为制动电阻的质量，ΔT为制动电阻的温度变化。如果制动电阻吸收热量，则制动电阻的温度升高。

因为制动电阻需要消耗的能量为一确定值，因此发热成为制动电阻主要的考核指标。根据制动电阻吸收能量的公式可知，在能量Q不变的情况下，制动电阻的温度变化(升高)ΔT与制动电阻的质量M成反比。另外，如果制动电阻需要消耗的能量Q不变，制动电阻的质量M不变，并且制动电阻的比热容不变，则制动电阻的温度变化ΔT也不变。

下面参照图2和图3描述根据本发明的用于风力发电机变流器的制动电阻。图2示出了根据本发明的制动电阻的整体构造图，图3是图2所示的制动电阻的局部放大剖视图。

参照图2和图3，根据本发明的用于风力发电机变流器的制动电阻整体上呈环形带结构，附着到风力发电机的塔筒壁的内周表面上。

制动电阻包括环形底板11、环形扣板12、第一电阻片131、第二电阻片132、多个绝缘端子14以及多个固定构件15。