[发明专利]一种双馈发电系统用Crowbar保护电路

说明书

本发明提供了一种双馈发电系统用Crowbar保护电路，包括三相整流桥、半桥臂型IGBT、Crowbar电阻、电阻R1和电容C4，所述三相整流桥的交流侧连接发电机转子绕组，直流侧正端连接Crowbar电阻一端，负端连接半桥臂型IGBT的负端，所述Crowbar电阻另一端与半桥臂型IGBT的AC端连接，所述电阻R1一端与三相整流桥直流侧正端连接，另一端分别与电容C4一端和半桥臂型IGBT的正端连接，所述电容C4另一端与三相整流桥直流侧负端连接。本发明有益效果：能够保证半桥臂型IGBT不会承受高电压，有效对电机转子侧进行Crowbar保护，且结构简单、成本低、可靠性高。

技术领域

本发明属于双馈发电系统电路拓扑技术领域，尤其是涉及一种双馈发电系统用Crowbar保护电路。

背景技术

由于双馈风力发电机的定子侧一般都是直接挂接在电网上，因此导致在电网故障时发电机的定子电压会随着电网电压的跌落或升高而跌落或升高，这样会引起双馈感应电机的定子磁链随着定子电压的变化而变化，但是定子磁链是一个连续惯性量，因此在电网出现故障时刻，电压可以突变，但是磁链不可以突变，从而使得定子磁链出现一个暂态的直流分量，此直流分量会导致转子侧出现高压、大电流，这样如果不进行转子逆变器保护的话，会导致转子侧逆变器IGBT出现过电流和过电压损坏器件。所以需要在转子侧增加Crowbar作为保护。

而在现有方式中，一种是采用三相整流桥与晶闸管作为开关管，由于晶闸管是半控型开关器件，不能够带电流关断，从而使得Crowbar一旦触发，转子持续短路状态，机组必须停机，这样不能满足双馈机组穿越故障的需求；

第二种中做法是将晶闸管代替三相整流桥，实现转子短路，此方案中利用交流电路中的过零点来实现Crowbar的关断，但是由于转子电流频率较低，Crowbar关断时机具有不确定性；

第三种做法是采用带反并联二极管的IGBT代替方法二中晶闸管，此方面有效的解决上述两种办法中的不足，并且能够满足双馈机组故障穿越的需求，但是由于需要采用六只IGBT才能完成三相短路开通和短路和关断，IGBT较多，成本较高；

第四种方法是采用三相二极管整流桥与IGBT组成，IGBT作为开关管，由于采用全控型器件IGBT作为开关管，能够很好的解决晶闸管不能关断问题，同时由于采用了单个IGBT，成本大大降低。但是由于Crowbar需要直接连接在转子绕组上，当IGBT在大电流关断时，转子漏感和与转子连接的导线电感产生反向尖峰电压足够使得IGBT过压损坏，所以现有办法是使用一个RC电路在进行能量的吸收，但是由于电阻的加入导致IGBT端电压仍然很高，电阻阻值太小的情况下会导致IGBT开通时，IGBT电流太大从而使得IGBT可能损坏。

由此可见，以上几种现有方式中均存在缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种双馈发电系统用Crowbar保护电路，以解决上述问题的不足之处。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种双馈发电系统用Crowbar保护电路，包括三相整流桥、半桥臂型IGBT、Crowbar电阻、电阻R1和电容C4，所述三相整流桥的交流侧连接发电机转子绕组，直流侧正端连接至Crowbar电阻的一端，负端连接至半桥臂型IGBT的负端，所述Crowbar电阻的另一端与半桥臂型IGBT的AC端连接，所述电阻R1一端与三相整流桥的直流侧正端连接，另外一端分别与电容C4的一端和半桥臂型IGBT的正端连接，所述电容C4另外一端与三相整流桥的直流侧负端连接。

进一步的，所述半桥臂型IGBT包括串联的上管IGBT和下管IGBT，所述上管IGBT的集电极连接至电阻R1和电容C4相连接的一端，所述下管IGBT的发射极连接至三相整流桥的负端。

进一步的，所述上管IGBT处于关断状态，所述下管IGBT处于开关状态。