[发明专利]具有用于风力涡轮机的全桥单元故障电流阻断的模块化多级转换器

说明书

本文中的实施例描述了风力涡轮机中的电力转换器，该电力转换器包括整流器和逆变器。所述整流器包括多个相脚，其中每个相脚包括被配置为阻断故障电流从发电机流经所述整流器的多个全桥单元。此外，风力涡轮机在整流器与发电机之间没有任何断路器。所述逆变器也包括多个相脚，其中，每个相脚包括被配置为阻断故障电流从变压器流经所述逆变器的多个全桥单元。此外，风力涡轮机在逆变器与变压器之间没有任何断路器。

技术领域

本公开的实施例概括而言涉及风力涡轮机转换器，并且更加具体而言，涉及能够阻断故障电流的风力涡轮机转换器。

背景技术

故障电流可能由于诸如短路之类的故障而在风力涡轮机中发生。诸如浪涌电流之类的高故障电流可能会损坏风力涡轮机的转换器。为了保护风力涡轮机的转换器免受到高故障电流的损坏，通常在风力涡轮机的转换器与发电机之间使用断路器，其被称为机器方断路器。同样，通常在风力涡轮机的转换器和变压器之间使用另一断路器，其被称为线路方断路器。利用这两个断路器，将阻断来自发电机或变压器之一的高故障电流流向转换器。然而，机器方断路器和线路方断路器两者对于风力涡轮机都是昂贵的。因此，使用机器方断路器和线路方断路器增加了制造风力涡轮机的成本。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种风力涡轮机。所述风力涡轮机包括发电机、变压器、以及耦合在所述发电机与变压器之间的电力转换器。所述电力转换器包括耦合至所述发电机的整流器。所述整流器包括第一多个相脚(Phase-Leg)。所述第一多个相脚中的每个相脚包括被配置为阻断故障电流从所述发电机流经所述整流器。在所述整流器与所述发电机之间不存在断路器。电力转换器还包括逆变器。所述逆变器的输入端经由DC链路耦合至整流器，并且所述逆变器的输出端耦合至变压器。所述逆变器包括第二多个相脚。所述第二多个相脚中的每个相脚包括被配置为阻断故障电流从所述变压器流经所述逆变器的全桥单元。在所述逆变器的输出端与所述变压器之间不存在断路器；耦合在所述发电机与所述整流器之间的切断器；以及耦合在所述变压器与所述逆变器之间的另一切断器，其中即使有高故障电流流经所述切断器和所述另一切断器，所述切断器和所述另一切断器也不会将发电机与整流器断开连接，并且将所述变压器与所述逆变器断开连接。

本发明的另一个实施例提供了一种风力涡轮机。所述风力涡轮机包括发电机以及耦合在发电机与变压器之间的电力转换器。所述电力转换器包括耦合至所述发电机的整流器。所述整流器包括第一多个相脚。所述第一多个相脚中的每个相脚包括被配置为阻断故障电流从发电机流经整流器的全桥单元。在所述整流器与所述发电机之间不存在断路器。所述电力转换器还包括逆变器。所述逆变器的输入端经由DC链路耦合至所述整流器，所述逆变器的输出端耦合至所述变压器。所述逆变器包括第二多个相脚。所述第二多个相脚中的每个相脚包括被配置为阻断故障电流从所述变压器流经所述逆变器的全桥单元。在所述逆变器的输出端与所述变压器之间不存在断路器；耦合在所述发电机与所述整流器之间的切断器；以及耦合在所述变压器与所述逆变器之间的另一切断器，其中即使有高故障电流流经所述切断器和所述另一切断器，所述切断器和所述另一切断器也不会将发电机与整流器断开连接，并且将所述变压器与所述逆变器断开连接。