變流器系統及風力發電機組的變流系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種變流器系統及風力發電機組的變流系統，該變流器系統包括變流器和濾波器，所述變流器包括至少兩組三相變流器模塊，所述濾波器包括三相吸收模塊和至少兩組三相電抗器模塊，所述至少兩組三相變流器模塊的直流側并聯，所述至少兩組三相變流器模塊的交流側分別串聯對應的一組三相電抗器模塊后與所述三相吸收模塊的一側連接。采用本實用新型的技術方案，變流器系統采用至少兩個直流側并聯的三相變流器模塊來增大變流器的容量，并在變流器的交流側連接三相電抗器模塊后再與三相吸收模塊的一側并聯，以有效降低變流器交流端的DU/DT值，從而改善三相變流器模塊內IGBT電流分配不均衡的問題，增加IGBT的使用壽命。
【專利說明】
變流器系統及風力發電機組的變流系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種變流器系統及風力發電機組的變流系統。
【背景技術】
[0002]在逆變器應用過程中，針對逆變器容量不足的問題，需要重新設計逆變器的結構，通過增加絕緣柵極雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)的容量來增大逆變器容量，在增加IGBT的容量的過程中，容易出現IGBT電流分配不均衡的問題，從而影響IGBT的使用壽命。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的實施例提供一種變流器系統及風力發電機組的變流系統，改善IGBT電流分配不均衡的問題，增加IGBT的使用壽命。
[0004]為達到上述目的，根據本實用新型的一方面，提供一種變流器系統，包括變流器和濾波器，所述變流器包括至少兩組三相變流器模塊，所述濾波器包括三相吸收模塊和至少兩組三相電抗器模塊，所述至少兩組三相變流器模塊的直流側并聯，所述至少兩組三相變流器模塊的交流側分別串聯對應的一組所述三相電抗器模塊后與所述三相吸收模塊的一側連接。
[0005]進一步地，所述三相電抗器模塊中的任一相包括共模電抗器、差模電抗器或者串聯的共模電抗器與差模電抗器。
[0006]進一步地，所述共模電抗器為磁環。
[0007]進一步地，所述三相吸收模塊中的任一相分別包括第一電容或者串聯連接的第一電容與第一電阻。
[0008]進一步地，所述三相吸收模塊的另一側直接接地;或者，所述變流器系統還包括第二電容，所述三相吸收模塊的另一側通過所述第二電容接地;或者，所述變流器系統還包括第二電容與第二電阻，所述三相吸收模塊的另一側通過串聯連接的所述第二電容與第二電阻接地。
[0009]進一步地，所述三相變流器模塊的交流側通過第一長線電纜與對應的一組所述三相電抗器模塊連接;并且/或者，所述三相吸收模塊的一側通過第二長線電纜連接三相交流設備。
[0010]進一步地，所述三相變流器模塊為三相逆變器，所述三相交流設備為三相負載;或者，所述三相變流器模塊為三相整流器，所述三相交流設備為三相交流發電機。
[0011]進一步地，所述變流器系統還包括第三電容，所述三相變流器模塊的直流側并聯所述第三電容。
[0012]根據本實用新型的另一方面，還提供一種風力發電機組的變流系統，設置上述技術方案中的變流器系統。
[0013]進一步地，風力發電機組的變流系統安裝在風力發電機組的變流柜中。
[0014]本實用新型提供的變流器系統及風力發電機組的變流系統中，變流器系統采用至少兩個直流側并聯的三相變流器模塊來增大變流器的容量，并在變流器的交流側連接三相電抗器模塊后再與三相吸收模塊的一側并聯，以有效降低變流器交流端的DU/DT值，從而改善三相變流器模塊內IGBT電流分配不均衡的問題，增加IGBT的使用壽命。
[0015]進一步地，濾波器的三相吸收模塊的一側連接的三相交流設備為三相負載時，可有效降低三相負載輸入端的DU/DT值，起到保護負載的作用。
【附圖說明】
[0016]圖1示出本實用新型實施例一中變流器系統的結構示意圖；
[0017]圖2示出本實用新型實施例二中變流器系統的結構示意圖；
[0018]圖3示出本實用新型實施例三中變流器系統的結構示意圖；
[0019]圖4示出本實用新型實施例四中變流器系統的結構示意圖；
[0020]圖5示出本實用新型實施例五中變流器系統的結構示意圖；
[0021 ]圖6示出本實用新型實施例六中變流器系統的結構示意圖；
[0022]圖7示出本實用新型實施例七中變流器系統的結構示意圖；
[0023]圖8示出本實用新型實施例八中變流器系統的結構示意圖。
[0024]附圖標記說明:
[0025]1、第三電容;2，3、三相變流器模塊;4、濾波器;5、共模電抗器;6、差模電抗器;7、第一電阻;8、第一電容;9、第二電容；10、第二電阻；11、第一長線電纜；12、三相交流設備；13、
第二長線電纜。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型實施例的變流器系統及風力發電機組的變流系統進行詳細描述。
[0027]實施例一
[0028]參見圖1至圖8，本實用新型實施例中的變流器系統包括變流器和濾波器4，變流器包括至少兩組三相變流器模塊，濾波器4包括三相吸收模塊和至少兩組三相電抗器模塊，至少兩組三相變流器模塊的直流側并聯，至少兩組三相變流器模塊的交流側分別串聯對應的一組三相電抗器模塊后與三相吸收模塊的一側連接。
[0029]采用多個直流側并聯的三相變流器模塊，便于擴展變流器的容量，實現模塊化的設計。如圖1至圖8所示的變流器系統的結構示意圖示出了三相變流器模塊2和三相變流器模塊3，這兩個三相變流器模塊僅作示例性說明，而不對本實用新型的技術方案作限制。
[0030]本實用新型實施例中的三相變流器模塊可以為三相逆變器模塊或者三相整流器模塊。當三相變流器模塊為三相逆變器時，三相交流設備12為三相負載；當三相變流器模塊為三相整流器時，三相交流設備12為三相交流發電機。其中，對于三相變流器模塊為三相逆變器模塊，三相交流設備12為三相負載的情況，采用本實施例的技術方案，降低三相逆變器交流端的DU/DT值，有效保護三相負載。
[0031]其中，三相電抗器模塊中的一相為共模電抗器5、差模電抗器6或者串聯的共模電抗器5與差模電抗器6。共模電抗器5的主要作用是抑制電路中的共模干擾，差模電抗器6的主要作用是抑制電路中的差模干擾。具體地，共模電抗器5可以為磁環，差模電抗器6可以為普通交流濾波電抗器。當三相變流器模塊為三相逆變器時，三相逆變器的IGBT采用相同的控制信號，即IGBT的HVM脈沖信號相同，采用磁環和交流濾波電抗器作為隔離器件，對三相逆變器模塊的交流輸出端進行隔離，可以防止由于開關時間不一致引起的IGBT電流不一致，改善了逆變器的電流分配不均衡的問題，減少了因為逆變器的電流分配不均衡導致的使用壽命降低的問題。
[0032]在本實用新型實施例中，濾波器4可以設置在變流器附近，也可以設置在變流器與三相交流設備12之間并且距離二者都有一段距離，因此，三相變流器模塊的交流側通過母排與對應的一組三相電抗器模塊連接，如圖8所示，三相變流器模塊的交流側也可以通過第一長線電纜11與對應的一組三相電抗器模塊連接。
[0033]圖1示出本實用新型實施例變流器系統的結構示意圖。參見圖1，三相變流器模塊2和三相變流器模塊3的直流側并聯，每組三相變流器模塊的交流側和對應的一組三相電抗器模塊的一側對應連接，三相電抗器模塊的另一側的同相連接后與對應的三相吸收模塊的一相連接。其中三相電抗器模塊的每一相包括串聯的共模電抗器5和差模電抗器6。
[0034]三相吸收模塊的每一相包括串聯連接的第一電容8與第一電阻7。其中第一電阻7與三相電抗器模塊直接連接，串聯連接的第一電容8與第一電阻7作為吸收電路，可以對感性負載在電流瞬變時的自感電動勢進行鉗位，并抑制電路中因DU/DT對器件引起的沖擊。
[0035]第一電阻7為濾波電阻，第一電容8為差模濾波電容。三相吸收模塊通過第二長線電纜13與三相交流設備12連接，第一電阻7可以作為長線電纜的阻抗匹配元件起到濾波作用。差模濾波電容主要對電路中的差模干擾起到抑制作用。
[0036]此外，變流器系統還包括串聯連接的第二電容9與第二電阻10，三相吸收模塊的另一側通過串聯連接的第二電容9與第二電阻10接地。第二電容9為共模濾波電容，直接接地的第二電阻1為共模濾波電阻，主要對電路中的共模干擾起到抑制作用。三相吸收模塊的另一側也可以直接接地。
[0037]變流器系統還包括第三電容I，三相變流器模塊的直流側并聯第三電容I。第三電容I與三相變流器模塊2并聯在三相變流器模塊2的直流端的正負極。第三電容I可以有效的吸收來自IGBT內部的寄生電感在高速關斷時刻釋放出極高的尖峰電壓脈沖，起到保護三相變流器模塊的作用。
[0038]在實用新型實施例中，三相吸收模塊的一側通過第二長線電纜13連接三相交流設備12。第一長線電纜11和第二長線電纜13的長度可以達到幾十米甚至數千米。
[0039]采用以上實施例的技術方案，變流器系統采用至少兩個直流側并聯的三相變流器模塊來增大變流器的容量，并在變流器的交流側連接三相電抗器模塊后再與三相吸收模塊的一側并聯，以有效降低變流器交流端的DU/DT值，從而改善三相變流器模塊內IGBT電流分配不均衡的問題，增加IGBT的使用壽命。
[0040]實施例二
[0041]參見圖2，在本實用新型實施例中，三相電抗器模塊的每一相包括串聯的共模電抗器5和差模電抗器6，三相吸收模塊的每一相包括串聯連接的第一電容8與第一電阻7。與實施例一的不同之處在于，三相吸收模塊一側與三相電抗器模塊連接，另一側的三相連接后不接地。
[0042]實施例三
[0043]參見圖3，在本實用新型實施例中，三相吸收模塊的每一相包括串聯連接的第一電容8與第一電阻7。與實施例一的不同之處在于，所述三相電抗器模塊的每一相包括差模電抗器6 ；三相吸收模塊的另一側通過第二電容9接地。
[0044]實施例四
[0045]參見圖4，在本實用新型實施例中，與實施例一的不同之處在于，所述三相電抗器模塊的每一相包括差模電抗器6。三相吸收模塊一側與三相電抗器模塊連接，另一側的三相連接后不接地。
[0046]實施例五
[0047]參見圖5，在本實用新型實施例中，三相吸收模塊的每一相包括串聯連接的第一電容8與第一電阻7，第一電阻7直接與三相電抗器模塊連接;變流器系統還包括串聯連接的第二電容9與第二電阻10，三相吸收模塊的另一側通過串聯連接的第二電容9與第二電阻10接地。與實施例一的不同之處在于，三相電抗器模塊的每一相包括差模電抗器6。
[0048]實施例六
[0049]參見圖6，在本實用新型實施例中，三相電抗器模塊的每一相包括差模電抗器6，三相吸收模塊的每一相包括串聯連接的第一電容8與第一電阻7，三相吸收模塊的另一側通過串聯連接的第二電容9與第二電阻10接地。與實施例五的不同之處在于，第一電容8直接與三相電抗器模塊連接。
[0050]實施例七
[0051 ]參見圖7，在本實用新型實施例中，三相吸收模塊的每一相包括串聯連接的第一電容8與第一電阻7。三相吸收模塊一側與三相電抗器模塊連接，與實施例一的不同之處在于，三相電抗器模塊的每一相只包括共模電抗器5，三相吸收模塊另一側的三相連接。
[0052]實施例八
[0053]參見圖8，在本實用新型實施例中，與實施例一的不同之處在于，三相電抗器模塊的每一相只包括共模電抗器5，三相吸收模塊的每一相只包括第一電容8，三相吸收模塊一側與三相電抗器模塊連接，另一側的三相連接。
[0054]本實用新型實施例與實施例一的不同之處還在于，在本實用新型實施例中的三相電抗器模塊與三相變流器模塊距離較遠，因此在本應用中的三相電抗器模塊與三相變流器模塊通過第一長線電纜11連接。
[0055]實施例九
[0056]本實施例提供一種風力發電機組的變流系統，設置以上實施例中的變流器系統。
[0057]進一步地，風力發電機組的變流系統安裝在風力發電機組的變流柜中。
[0058]采用本實施例的技術方案，風力發電機組的變流系統中的變流器系統采用至少兩個直流側并聯的三相變流器模塊來增大變流器的容量，并在變流器的交流側連接三相電抗器模塊后再與三相吸收模塊的一側并聯，以有效降低變流器交流端的DU/DT值，從而改善三相變流器模塊內IGBT電流分配不均衡的問題，增加IGBT的使用壽命。
[0059]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種變流器系統，其特征在于，包括變流器和濾波器(4)，所述變流器包括至少兩組三相變流器模塊，所述濾波器(4)包括三相吸收模塊和至少兩組三相電抗器模塊，所述至少兩組三相變流器模塊的直流側并聯，所述至少兩組三相變流器模塊的交流側分別串聯對應的一組所述三相電抗器模塊后與所述三相吸收模塊的一側連接。2.根據權利要求1所述的變流器系統，其特征在于，所述三相電抗器模塊中的任一相包括共模電抗器(5)、差模電抗器(6)或者串聯的共模電抗器(5)與差模電抗器(6)。3.根據權利要求2所述的變流器系統，其特征在于，所述共模電抗器(5)為磁環。4.根據權利要求1所述的變流器系統，其特征在于，所述三相吸收模塊中的任一相包括第一電容(8)或者串聯連接的第一電容(8)與第一電阻(7)。5.根據權利要求4所述的變流器系統，其特征在于， 所述三相吸收模塊的另一側直接接地;或者， 所述變流器系統還包括第二電容(9)，所述三相吸收模塊的另一側通過所述第二電容(9)接地;或者， 所述變流器系統還包括第二電容(9)與第二電阻(10)，所述三相吸收模塊的另一側通過串聯連接的所述第二電容(9)與第二電阻(10)接地。6.根據權利要求1所述的變流器系統，其特征在于， 所述三相變流器模塊的交流側通過第一長線電纜(11)與對應的一組所述三相電抗器模塊連接;并且/或者， 所述三相吸收模塊的一側通過第二長線電纜(13)連接三相交流設備(12)。7.根據權利要求6所述的變流器系統，其特征在于， 所述三相變流器模塊為三相逆變器，所述三相交流設備(12)為三相負載;或者， 所述三相變流器模塊為三相整流器，所述三相交流設備(12)為三相交流發電機。8.根據權利要求1所述的變流器系統，其特征在于，所述變流器系統還包括第三電容(I)，所述三相變流器模塊的直流側并聯所述第三電容(I)。9.一種風力發電機組的變流系統，其特征在于，設置如權利要求1至8任一項所述的變流器系統。10.根據權利要求9所述的風力發電機組的變流系統，其特征在于，所述風力發電機組的變流系統安裝在風力發電機組的變流柜中。
【文檔編號】H02M7/23GK205566134SQ201620349529
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】高瑞
【申請人】北京天誠同創電氣有限公司