專利名稱：次級勵磁用功率轉換裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種的交流勵磁用功率轉換裝置和利用此裝置的發電裝置；該的交流勵磁用功率轉換裝置抑制由電力系統的擾亂在次級勵磁發電機的上發生的過電流流進電路轉換裝置。
背景技術：
發電裝置上所利用的次級勵磁發電機(線圈形感應發電機)，通過在功率轉換器上將旋轉子線圈在轉差頻率下勵磁，能在固定子側上將與系統頻率相同頻率的交流電壓輸出，有著使旋轉數可變的同時能將功率轉換器的容量與發電機的容量相比變小的優點。
如果由電力系統的接地事故等而發生電壓降低，次級勵磁發電機以向事故點供給電流而進行動作。這時，在次級側線圈上感應過大的電流，因為在與次級側連接的勵磁用功率轉換器上流有過大的電流，以經受住此過大電流將功率轉換器的元件容量變大到與發電機規格同等程度或其以上；或利用將斷路的交流電抗器進行設置等的方法。另外，在專利文獻1中揭示了根據瞬間流入電能將接通(ON)狀態下的功率轉換裝置并列數進行變更的示例。
專利文獻1特開平11-18486號公報((0004)段落的記載)在交流電抗器上將進行短路的情況下，因為功率轉換器一旦停止，所以為了再起動而再次供給電流需要花費時間。此外，將功率轉換器的容量變大，則系統的費用上升，有損利用次級勵磁型發電機的系統的特征。再有，因為在交流電抗器上將進行短路的情況下功率轉換器一旦停止而去除過大電流、用于斷開短路電路而再起動，在再次供給電力上需要花費時間。

發明內容
本發明的目的在于提供一種次級勵磁用功率轉換裝置，該次級勵磁用功率轉換裝置能兼容將次級勵磁形發電機的勵磁用功率轉換器從由系統事故或系統擾亂而產生的過電流中進行保護和功率轉換器的持續運轉。
本發明，為了在系統擾亂時以使在次級勵磁發電機的上產生的過電流不流到功率轉換器，在和功率轉換器并聯下通過電抗器設置整流裝置；將從流入的過電流在整流裝置上進行分流，將向功率轉換器流入的量變小。
本發明的功率轉換裝置，為了在系統擾亂時以使在次級勵磁發電機的上產生的過電流不流到功率轉換器，能將功率轉換器的電流容量變小。
在本發明中，為了將次級勵磁形發電機的勵磁用功率轉換器從由系統事故而產生的過電流中進行保護，并進而實現持續運轉，降低了過電流處理裝置的整流裝置的阻抗。以下，邊參照附圖詳細說明本發明。


圖1是實施例1的發電裝置的電路構成的說明圖。
圖2是實施例1的發電裝置的控制裝置的控制框圖。
圖中101-風車，102-編碼器，201-積分器，Gen-次級勵磁發電機，CTT1、CTT2-電磁接觸器，INV、CNV-功率轉換器，REC-整流裝置，LOD-能量消耗機構，BR-斷路器，CTR1-控制裝置。
具體實施例方式
實施例1圖1，是表示本實施例的裝置構成的單線結線圖。在此，雖然在風力發電裝置的情況下進行說明，但也適用于利用風車101以外的動力源的情況。
首先，對輸出發電機輸出功率的電配線及裝置進行說明。風力用的發電機Gen，是次級勵磁發電機(線圈形感應發電機)，此發電機Gen的固定子側(初級側)的三相交流輸出，與通過外部信號可開閉的電磁接觸器CTT1的次級側相連接。此外在電磁接觸器CTT1的初級側，連接于電磁接觸器CTT2的初級側及斷路器BR的次級側。斷路器BR的初級側連接于未圖示的電力系統上。
斷路器BR，例如，具備在電流過大時將斷路器斷開而遮斷電流的功能；如果斷路器BR被投入使用，則在風力發電裝置的控制裝置CTRL上供給電源。即使在系統事故時也為了向控制裝置CTRL上供給電力而使用無停電電源裝置等的電池裝置。
此外，電磁接觸器CTT2的次級側，通過三角形(delta)結線的電容器Cn及電抗器Ln與連接用的功率轉換器CNV的交流輸出端連接。另一方面，連接(聯系)用的功率轉換器CNV的直流輸出端，通過直流的平滑電容器Cd與勵磁用的功率轉換器INV的直流輸出端子連接。
連接用的功率轉換器CNV及勵磁用的功率轉換器INV，其構成是利用例如半導體的電力開關元件(半導體閘流器、GTO、IGBT、功率MOSFET)；各自具備將交流轉換為直流或將直流轉換為交流的功能。
勵磁用的功率轉換器INV的交流輸出端子，通過電抗器Lr及電容器Cr與發電機Gen的次級側線圈端子連接。
另外，與所述勵磁用功率轉換裝置并聯地、通過電抗器Lx將整流裝置REC與發電機Gen的次級側線圈端子連接。該整流裝置REC將其直流部分與所述功率轉換器INV的直流部分、例如在平滑電容器Cd上連接；而且，也與具有功率半導體開關和電阻的能量消耗機構LOD連接。在以下的說明中雖然對整流裝置REC具備了二極管整流器的情況進行敘述，但也不限于二極管整流器，也可利用半導體的電力開關元件(半導體閘流器、GTO、IGBT、功率MOSFET)。再有，本實施例中，發電機Gen的旋轉子，通過直接或齒輪等與風車101連接；雖然伴著風車的旋轉而旋轉，但也與以揚水發電等的水車或、氣體發電機等的內燃機、調速輪等的動力下旋轉的情況是一樣的。
其次，對用于控制發電機輸出功率的配線及裝置進行說明。斷路器BR的初級側的三相電壓及三相電流，通過各自的電壓傳感器PTs、電流傳感器CTs將其值轉換為低電壓的信號Vs、Is，使所述低電壓的信號輸入于控制裝置CTRL。
再有，電磁接觸器CTT1的次級側、即電磁接觸器CTT1和發電機固定子之間的電壓，輸入于通過電壓傳感器PTg將其值轉換為低電壓的信號Vg的控制裝置CTRL。再有，電磁接觸器CTT2的次級側、即電磁接觸器CTT2和功率轉換器CNV之間的三相電流，通過電壓傳感器CTn將其值轉換為低電壓的信號In；所述低電壓的信號輸入于控制裝置CTRL。
再有，將發電機Gen的旋轉數及位置、通過位置檢測器(例如編碼器102)檢測出；將位相信號PLr(脈沖列)輸入于控制裝置CTRL。
再有，與所述功率轉換器CNV、INV的直流部連接的平滑電容器Cd的電壓，通過未圖示的電壓傳感器，轉換為低電壓的信號Edc；將該信號Edc輸入于控制裝置CTRL。
以下，利用圖2對控制裝置CTRL的功能進行說明。控制裝置CTRL，將電磁接觸器CTT1、CTT2或功率轉換器INV、CNV、能量消耗機構LOD在信號Sg1、Sg2、Pulse_inv、Pulse_cnv、Pulse_LOD下進行控制。
連接用的功率轉換器CNV，在風力發電裝置運行中、且發電機Gen通過電磁接觸器CTT1與電力系統連接的前后，實施將平滑電容器Cd的直流電壓Edc恒定地控制的直流電壓控制及系統無效零功率(功率因數)控制。由此，如果勵磁用的功率轉換器INV使用直流電力的結果是直流電壓降低，則連接用的功率轉換器CNV從電力系統取出電力而以使直流電壓充電于平滑電容器Cd并恒定地保持而進行動作；相反地勵磁用的功率轉換器INV將平滑電容器Cd充電而平滑電容器Cd兩端的直流電壓上升的情況下，連接用的功率轉換器CNV將直流電力轉換為交流電力而放電，以使直流電壓恒定地保持而進行動作。
首先，對功率轉換器CNV的控制進行詳細地說明。所述交流電壓檢測值Vs，輸入于三相二相轉換器32trs。此外，所述三相二相轉換器32trs的輸出Vα和Vβ輸入于位相檢測器THDET。所述位相檢測器THDET，將追隨于系統的電壓的位相信號THs、例如用位相同步循環(PLLphaselocked loop)方式進行運算，將所述位相信號THs輸出于三相二相坐標轉換器32dqtrs及所述二相三相坐標轉換器dq23trs。所述直流電壓指令值Eref和所述直流電壓檢測值Edc，輸入于例如由比例積分控制器構成的直流電壓調整器DCAVR。直流電壓調整器DCAVR，以使輸入的指令值和檢測值的偏差為零，調整輸出的d軸電流指令值(有效分電流指令值)Idnstr，輸出于電流調整器1-ACR。
三相二相坐標轉換器32dqtrs從輸入的電流In利用(數1)式所示的轉換式，運算d軸電流檢測值Idn(有效分電流)和q軸電流檢測值Iqn(無效分電流)，將d軸電流檢測值Idn輸出于電流調整器1-ACR、將q軸電流檢測值Iqn輸出于電流調整器2-ACR。
數1IdnIqn=cos(THs)sin(THs)-sin(THs)cos(THs)Iu·cos(0)+Iv·cos(2π/3)+Iw·cos(4π/3)Iu·sin(0)+Iv·sin(2π/3)+Iw·sin(4π/3)]]>所述電流調整器1-ACR，以使所述d軸電流指令值Idnstr和所述d軸電流檢測值Idn的偏差為零而對輸出的d軸電壓指令值Vdn0進行調整，輸出于加法器301。同樣地，所述電流調整器2-ACR，以使所述q軸電流指令值(功率因數1時指令值＝0)和所述q軸電流檢測值Iqn的偏差為零而對輸出的q軸電壓指令值Vqn0進行調整，輸出于加法器302。在此，所述電流調整器1-ACR、2-ACR例如能由比例積分控制器構成。
電壓坐標轉換器dqtrs從輸入的所述電壓Vs的α成分Vα和β成分Vβ利用(數2)式所示的轉換式，運算d軸電壓檢測值(與系統電壓矢量一致的位相成分)Vds和q軸電壓檢測值(與所述d軸電壓檢測值Vds相垂直的成分)Vqs，將各自輸出于所述加法器301、302。
所述加法器301，將所述d軸電壓指令值Vdn0和所述d軸電壓檢測值Vds進行相加而輸出于二相三相坐標轉換器dq23trs。同樣地，所述加法器302，將所述q軸電壓指令值Vqn0和所述q軸電壓檢測值Vqs進行相加而輸出于二相三相坐標轉換器dq23trs。
所述二相三相坐標轉換器dq23trs，輸入所述位相信號Ths和、所述各加法器的結果Vdn、Vqn，通過(數3)式及(數4)式所示的轉換式將所述轉換器的輸出電壓指令值Vun、Vvn、Vwn進行運算，輸出于PWM運算器PWMn。
數2VdsVqs=cos(THs)sin(THs)-sin(THs)cos(THs)VαVβ]]>數3

VaVb=cos(THs)-sin(THs)sin(THs)cos(THs)VdnVqn]]>數4VunVvnVwn=cos(0)sin(0)cos(2π/3)sin(2π/3)cos(4π/3)sin(4π/3)VaVb]]>所述PWM運算器PWMn，從輸入的電壓指令Vun、Vvn、Vwn通過脈沖寬度調制方式將構成所述功率轉換器CNV的n個的功率半導體元件實施ON·OFF的門(gate)信號Pulse_cnv進行運算，輸出于所述功率轉換器CNV。
其次，對功率轉換器INV的控制進行說明。表示發電機的旋轉數及位置的位相信號PLr，輸入于旋轉位相檢測器ROTDET。旋轉位相檢測器ROTDET，計數位相信號的脈沖PLr而換算為位相信號的同時，將位相信號在一次旋轉中通過一個脈沖(例如ABZ方式的編碼中的Z相脈沖)復位為0、將不溢出從0到360度的位相信號RTH輸出于加法器303。
位相信號RTH和同步控制器SYNC的輸出位相信號LTH在加法器303上進行加法運算而成為位相信號TH，位相信號TH與所述位相信號THs一起輸入與勵磁位相運算器SLDET。
所述勵磁位相運算器SLDET，將所述位相信號TH和THs進行減法運算，而且實施發電機的極對數倍而輸出發電機的旋轉子的電氣角頻率的位相信號THr。
功率運算器PQCAL，輸入d軸電流Ids，其與將系統電流Is通過所述(數1)式所示的轉換式檢測的系統電壓的U相矢量是相同方向；q軸電流Iqs，其與系統電壓的U相矢量直通；所述d軸電壓檢測值Vds；和q軸電壓檢測值Vqs；并通過(數5)式，運算系統的有效功率Ps和無效功率Qs。
數5

Ps＝3(Vds×Ids+Vqs×Iqs)Qs＝3(-Vds×Iqs+Vqs×Ids)有效功率調整器APR，輸入有效功率Ps和風力發電裝置的輸出功率指令Pref，輸出輸出的扭矩電流指令值Iq0，以便所述功率指令值Pref和所述功率檢測值Ps的偏差為零。
再有，無效功率調整器AQR，輸入無效功率Qs和風力發電裝置的輸出功率指令Qref，并輸出勵磁電流指令值Id0，以便所述功率指令值Qref和所述功率檢測值Qs的偏差為零。在此，所述功率調整器APR、無效功率調整器AQR例如能由比例積分器構成。
所述功率調整器APR、無效功率調整器AQR的各輸出的電流指令值的扭矩電流指令值Iq0極勵磁電流指令值Id0輸入于轉換器SW。
轉換器SW決定是否使用所述有效功率調整器APR及無效功率調整器AQR的輸出，或，將扭矩電流指令值Iqo置零，是否在勵磁電流指令值Id0上使用電壓調整器的輸出。在此，轉換器SW在電磁接觸器CTT1投入前，即在使發電機固定子電壓同步于系統電壓的電壓同步運行時，選擇將扭矩電流指令值Iq0置零，在勵磁電流指令值Id0上使用電壓調整器的輸出，而從投入電磁接觸器CTT1后使用有效功率調整器APR及無效功率調整器AQR的輸出。
在此，對電壓調整器AVR進行說明。電壓調整器AVR，將發電機固定子電壓Vg的振幅值Vgpk作為反饋值，在系統電壓Vs的振幅值上輸入作為指令值的附加了濾波器的值Vsref，將發電機固定子電壓Vg的振幅值和所述指令值的偏差置為零的輸出的勵磁電流指令值Id1輸出于所述轉換器SW。在此，電壓調整器AVR例如能由比例積分控制器構成。該電壓調整器AVR，持有使電磁接觸器CTT1在開啟狀態下動作，為了使系統電壓的振幅值與發電機Gen的固定子電壓的振幅值一致，將從功率轉換器INV流入到發電機Gen的次級側的勵磁電流指令值進行運算的運作。
三相二相坐標轉換器32dqtrs從輸入的電流Ir及旋轉子(rotor)的位相THr利用(數6)式所示的轉換式，運算d軸電流檢測值Idr(勵磁電流成分)和q軸電壓檢測值Iqr(扭矩電流成分)，將d軸電流檢測值Idr輸出于電流調整器4-ACR、將q軸電流檢測值Iqr輸出于電流調整器3-ACR。
數6IdrIqr=cos(THr)sin(THr)-sin(THr)cos(THr)Iu·cos(0)+Iv·cos(2π/3)+Iw·cos(4π/3)Iu·sin(0)+Iv·sin(2π/3)+Iw·sin(4π/3)]]>所述電流調整器4-ACR，以使所述d軸電流指令值Id1或Id0和所述d軸電流檢測值Idr的偏差為零而對輸出的d軸電壓指令值Vdr進行調整。同樣地，所述電流調整器3-ACR，以使所述q軸電流指令值Iq1或Iq0和所述q軸電流檢測值Iqr的偏差為零而對輸出的q軸電壓指令值Vqr進行調整。在此，所述電流調整器例如能由比例積分器構成。
所述d軸電壓指令值Vdr和所述q軸電壓檢測值Vqr輸入于二相三相坐標轉換器dq23trs；所述二相三相坐標轉換器dq23trs，將所述位相信號THr，和從所述各輸入值、通過(數7)式及(數8)式所示的轉換式，將所述轉換器dq23trs的輸出的電壓指令值Vur、Vvr、Vwr進行運算，并輸出于PWM運算器PWMr。
數7VaVb=cos(THr)-sin(THr)sin(THr)cos(THr)VdrVqr]]>數8VurVvrVwr=cos(0)sin(0)cos(2π/3)sin(2π/3)cos(4π/3)sin(4π/3)VaVb]]>所述PWM運算器PWMr，從輸入的電壓指令Vur、Vvr、Vwr通過脈沖寬度調制方式將構成所述功率轉換器INV的m個半導體元件實施接通·斷開(ON·OFF)的門信號Pulse_inv進行運算，輸出于所述功率轉換器INV。
同步控制器SYNC，具有兩大功能。一個是對使固定子電壓的振幅值用來吻合于系統電壓的振幅值的電壓指令值進行運算的功能；第二個是對使系統連接前的固定子電壓的位相用來吻合于系統電壓的位相的、位相修正值LTH進行運算的功能。
首先，對第1功能的振幅同步進行說明。為了使電壓振幅同步，從所述Vα和Vβ的平方和運算出系統電壓的振幅值Vspk，在已運算的振幅值中由一次延遲濾波器等去除波紋(ripple)成分而用作所述電壓調整器的電壓指令值Vsref。同樣地，固定子電壓Vgpk也由α成分和β成分來求得，將其利用在所述電壓調整器的反饋值Vgpk的同時，也使用于振幅同步判定中。振幅同步判定，將所述電壓指令值Vsref和電壓振幅Vgpk進行比較，當差在某規定值以內時判定為振幅已同步。
其次，對第2功能的位相同步進行說明。位相同步功能，為了使所述系統電壓的位相和固定子電壓的位相一致，對其位相差進行計算。如果將該位相差作為位相修正值LTH而輸出，則因為發電機固定子電壓的位相激烈地變化，所以在位相差上放入帶限幅器的積分器，將積分器的輸出作為位相修正值LTH而進行輸出。位相修正值LTH被旋轉位相RTH進行加減運算而求得旋轉位相TH。
在此，所述勵磁位相THr，如所述那樣從系統電壓位相THs減去旋轉位相TH而求得，稱為所謂的轉差頻率。由此，如果功率轉換器INV在位相信號THr的位相下勵磁，固定子角頻率ω1，與系統電壓的角頻率ω0一致(ω0＝ω1)；位相也通過位相修正值LTH一致。
同步控制器SYNC，在所述電壓和位相一致時，在系統控制器SYS上傳送同步信號SYN。此系統控制器SYS，如果接受同步信號SYN，輸出使轉換器SW及電磁接觸器CTT1作用的信號Sg0、Sg1。如果位相差大致一致而輸出同步判定標記SYN，系統控制器SYS在將控制轉換信號Sg0傳送到轉換器SW上的同時，對電磁接觸器CTT1輸出閉指令。
以下，對有關系統擾亂發生時的所述整流裝置REC進行說明。當系統電壓降低時，通過感應電壓和系統電壓的電壓差ΔV使電流增加ΔI。此時，如果次級勵磁發電機的線數比為a，則在上ΔI/a的電流增加。該ΔI/a的電流大時，則在上流有過大的電流。
在次級側，因為功率轉換器和整流裝置REC通過各自的電抗器Lr、Lx而被連接，在Lr上流過的電流Ic、和在Lx上流過的電流Ix，由(數9)式和(數10)式表示，并通過電抗器Lr、lx的阻抗ZLr、Zlx的比被分流。由這時的擾亂引起的過大電流，起因于和在初級側(固定子)上流過的事故電流的直流成分相逆成分，因為在線圈側成為交流電流而呈現出，通過電抗器Lr、Lx，能使次級側的功率轉換器和整流裝置REC的阻抗相異。在此，如果將整流裝置側的電抗器Lx的阻抗ZLx和功率轉換器側的電抗器Lr的阻抗ZLr相同或比其變小，對過電流的保護是有效的。優選，使整流裝置REC側上分流的電流成為比從發電機Gen的輸出規格電流減去功率轉換器的輸出電流的值大，并為輸出規格電流的85％以下、更優選，為50％以下那樣，設定整流裝置側的電抗器Lx的阻抗ZLx和功率轉換器側的電抗器Lr的阻抗ZLr的比。
數9Ic＝(Δl/a)×Zlx/(Zlr+Zlx)數10Ix＝(Δl/a)×Zlr/(Zlr+Zlx)這樣分流的電流，對直流部分的平滑電容器Cd和電容器Cx進行充電，使直流電壓上升。因為如果直流電壓上升，構成整流器或功率轉換器的元件或電容器引起絕緣破壞，所以在直流電壓超過規定值、例如通常時的110％時使能量消耗機構LOD動作。
為了使能量消耗機構動作而將直流電壓控制在規定值以下，將第2直流電壓指令值Rref_0V和檢測值Edc的偏差在減法器304上檢測出。利用限幅器LIM，作為直流電壓調整器DCAVR2的輸入，其中所述限幅器LIM，在偏差為負，即直流電壓比指令值大時輸出偏差；偏差為正，即直流電壓比指令值小時將輸出置為零。
所述直流電壓調整器DCAVR2，僅在直流電壓比指令值大時需使所述能量消耗機構LOD動作，將用于ON/OFF的開關元件的指令值DUTY進行運算，通過所述指令值將用于ON/OFF開關元件的脈沖指令值Pulse_LOD輸出于所述能量消耗機構LOD。
所述能量消耗機構LOD，例如，將電阻R與功率半導體開關元件串聯地連接而構成；開關元件在ON時，以使直流電壓的功率在電阻R上消耗而動作。這樣，通過使能量消耗機構LOD動作，則使直流電壓保持在規定值以下。
再有，將整流裝置REC和能量消耗機構LOD并聯地設置在功率轉換器側而構成；功率轉換器的直流輸出部分，例如通過在平滑電容器上將整流裝置REC的直流部分連接的端子進行配置；一個或多個的、能將整流裝置REC和能量消耗機構LOD僅在必要的容量下進行配置。
如以上，在本實施例中，改變電抗器Lx的值而在旋轉子上連接整流裝置；因為將整流裝置REC的直流部分與功率轉換裝置的直流部分連接，能將在旋轉子上產生的過電流的大部分流到整流裝置側，能將在功率轉換裝置側上流進的電流變小。由此，具有將功率轉換器的電流容量變小的效果。再有，在本實施例中，因為能抑制功率轉換器的過電流，沒有必要使功率轉換器的門信號停止，能將功率轉換器的運行持續實施。
再有，在本實施例中，在整流裝置的直流側上設置能量消耗機構LOD，因為使其在過電流引起的直流電壓上升時動作，能從直流電壓的過電壓保護器具。再有，因為采用的構成為將整流裝置并聯地設置，在系統事故的過電流發生時所期望的運行繼續的系統，或對將運行后的功率輸出快速實施所期望的系統通過個別設置而增設來進行對應，對不必要的情況下不設置等的構成能靈活對應。
權利要求
1.一種次級勵磁用功率轉換裝置，具備交流勵磁用功率轉換器，其將對固定子側與電力系統進行連接的次級勵磁發電機的次級線圈交流勵磁；和該交流勵磁用功率轉換器的控制裝置；其特征在于，其中，所述交流勵磁用功率轉換器，具備勵磁用的第1功率轉換器和連接用的第2功率轉換器，該第1功率轉換器的直流側和第2功率轉換器的直流側相連接；所述第1功率轉換器的交流側通過第1阻抗與所述次級勵磁發電機的次級線圈連接著；并具備整流裝置，其在所述第1功率轉換器和第2功率轉換器的直流連接部分上將直流側并聯地連接，在所述次級勵磁發電機的次級線圈上通過第2阻抗連接了交流側。
2.根據權利要求1所述的次級勵磁用功率轉換裝置，其特征在于，所述第1阻抗和第2阻抗是電抗器。
3.根據權利要求1所述的次級勵磁用功率轉換裝置，其特征在于，所述第1阻抗的值比第2阻抗的值大。
4.根據權利要求1所述的次級勵磁用功率轉換裝置，其特征在于，所述整流裝置是二極管整流裝置。
5.根據權利要求1所述的次級勵磁用功率轉換裝置，其特征在于，在所述整流裝置的直流側上連接了能量消耗機構。
6.根據權利要求5所述的次級勵磁用功率轉換裝置，其特征在于，所述控制裝置，利用所述能量消耗機構而將所述整流裝置的直流側電壓控制在規定值以下。
7.根據權利要求1所述的次級勵磁用功率轉換裝置，其特征在于，所述交流勵磁用功率轉換器，具備在所述次級勵磁發電機的次級線圈上通過所述第2阻抗將二極管整流器的交流側進行連接的端子；和在連接了所述第1功率轉換器的直流側和第2功率轉換器的直流側的直流部分上，連接所述二極管整流器的直流側的端子。
8.一種次級勵磁用功率轉換裝置，具備次級勵磁發電機，其將固定子側連接于電力系統；和交流勵磁用功率轉換器，其將該次級勵磁發電機的次級線圈交流勵磁；和該交流勵磁用功率轉換器的控制裝置；其特征在于，其中，所述交流勵磁用功率轉換器，具備勵磁用的第1功率轉換器和連接用的第2功率轉換器，該第1功率轉換器的直流側和第2功率轉換器的直流側相連接；所述第1功率轉換器的交流側通過第1電抗器與所述次級勵磁發電機的連接著；并具備整流裝置，其在所述第1功率轉換器和第2功率轉換器的直流連接部分上并聯地連接直流側，在所述次級勵磁發電機的上通過第2電抗器連接了交流側；所述第1電抗器的阻抗，比所述第2電抗器的阻抗大。
9.根據權利要求8所述的次級勵磁用功率轉換裝置，其特征在于，所述整流裝置是二極管整流器。
10.根據權利要求9所述的次級勵磁用功率轉換裝置，其特征在于，所述交流勵磁用功率轉換器，具備在所述次級勵磁發電機的上通過所述第2電抗器將二極管整流器的交流側進行連接的端子；和在將所述第1功率轉換器的直流側和第2功率轉換器的直流側連接的直流部分上將所述二極管整流器的直流側進行連接的端子。
11.根據權利要求8所述的次級勵磁用功率轉換裝置，其特征在于，在所述整流裝置的直流側上連接了具備半導體開關元件和電阻的能量消耗機構。
12.一種次級勵磁風力發電裝置，具備次級勵磁發電機，其具備由風車驅動的旋轉子和與電力系統連接的固定子；交流勵磁用功率轉換器，其將該次級勵磁發電機的交流勵磁；和該交流勵磁用功率轉換器的控制裝置；其特征在于，其中，所述交流勵磁用功率轉換器，具備勵磁用的第1功率轉換器和連接用的第2功率轉換器，該第1功率轉換器的直流側和第2功率轉換器的直流側相連接；所述第1功率轉換器的交流側通過第1電抗器與所述次級勵磁發電機的連接著；并具備整流裝置，其在所述第1功率轉換器和第2功率轉換器的直流連接部分上并聯地連接直流側，在所述次級勵磁發電機的上通過第2電抗器連接了交流側；在該整流裝置的直流側上連接具備半導體開關元件和電阻的能量消耗機構；所述第1電抗器的阻抗，比所述第2電抗器的阻抗大。
全文摘要
本發明的次級勵磁用功率轉換裝置，具備二極管整流裝置，其中，勵磁用的功率轉換器和連接用的功率轉換器的直流側連接；勵磁用的功率轉換器的交流側通過第1阻抗與次級勵磁發電機的次級線圈連接著，在勵磁用的功率轉換器和連接用的功率轉換器的直流連接部分上將直流側并聯地連接，在所述次級勵磁發電機的次級線圈上通過比第1阻抗小的第2阻抗將交流側進行連接。由此，將次級勵磁型發電機的勵磁用功率轉換器從過電流中進行保護，且確保功率轉換器的運行持續性。
文檔編號H02M7/155GK1822491SQ20061000581
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月10日 優先權日2005年2月17日
發明者一瀨雅哉, 二見基生, 松竹貢 申請人:株式會社日立制作所