CN106998131A - 一种防止风机变流器igbt开关瞬时电流冲击的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统及方法。一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，包括风机机舱内的设有IGBT开关的变流器，IGBT开关根据风机形成的电压强弱调节开闭，变流器经变流器输入电流线路与发电机连接，在所述变流器输入电流线路上设置有抵消IGBT开关开闭时产生的瞬时电流的共模电流抑制器。所述系统能够即时抑制IGBT开关瞬间产生的瞬时电流，防止瞬时电流击穿或者损耗风机的发电机轴承，能够延长发电机轴承的使用寿命，从而提高风力发电机组的整体稳定性，有助于提高风力发电的效率。
Description
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统及方法。
背景技术
风力发电技术作为一种比较成熟的发电技术，已经得到了广泛的应用。现有技术的风力发电机组的核心组成机构设置于风机的机舱内，机舱内设有变流器，变流器设有IGBT开关以调节变流器的开闭。当风力较弱，形成的电流较小时，IGBT开关关闭、变流器不工作，当风力较强，形成的电流足够大时，IGBT开关打开、变流器开启运行，在IGBT开关的开闭瞬间会形成瞬时电流，在风力强度变换频繁、IGBT开关频繁开闭时，形成的瞬时电流传到至发电机的轴承，容易对发电机的轴承造成击穿或者损耗等不良影响，不利于整个风力发电机组的稳定运行。
有鉴于此，特提出本发明申请。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，所述系统能够即时抑制IGBT开关瞬间产生的瞬时电流，防止瞬时电流击穿或者损耗风机的发电机轴承，能够延长发电机轴承的使用寿命，从而提高风力发电机组的整体稳定性，有助于提高风力发电的效率、为社会输送更多清洁电力，保护环境。
为了解决所述的技术问题，达到所述的有益效果，本发明采用的技术方案的基本设计思路如下：
一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，包括风机机舱内的设有IGBT开关的变流器，IGBT开关根据风机形成的电压强弱调节开闭，变流器经变流器输入电流线路与发电机连接，在所述变流器输入电流线路上设置有抵消IGBT开关开闭时产生的瞬时电流的共模电流抑制器。
优选地，在变流器输入电流线路上设置有一个或者多个相互并联的共模电流抑制器。
优选地，共模电流抑制器设在靠近变流器所在位置的变流器输入电流线路上。
优选地，共模电流抑制器包括壳体和置于壳体内部的电磁线圈，共模电流抑制器的壳体连接在风机塔筒操作室的底板上；
优选地，所述壳体的内部设有与电磁线圈形状相匹配的凹槽，电磁线圈嵌入凹槽与壳体固定。
优选地，共模电流抑制器的壳体上均匀分布有条状散热孔，更优选地，所述散热孔设为条状。
优选地，共模电流抑制器的壳体上设有至少一个凸起，风机塔筒操作室的底板设有与凸起匹配的凹槽，凸起嵌入凹槽将壳体与底板连接一体。
优选地，共模电流抑制器的壳体采用绝缘耐热塑料制成。
优选地，电磁线圈包括四氧化三铁磁芯体、缠绕在四氧化三铁磁芯体外周的第一、第二金属线圈绕组。
优选地，所述四氧化三铁磁芯体为U字型，第一、第二金属线圈绕组均匀地缠绕在U字型四氧化三铁磁芯体的第一、第二臂上，并且金属线圈的缠绕密度相同；
优选地，所述金属线圈的导线为圆柱状，由内向外依次包括镍层、铜层和绝缘漆层，并且镍层径向厚度是铜层径向厚度的1/4～1/3。
本发明的另一目的在于提供一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的方法，其中，所述变流器输入电流线路上设置有共模电流抑制器，当IGBT开关开闭瞬间形成瞬时电流时，共模电流抑制器便即时将瞬时电流抵消。
本发明所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统结构简单，不需要太过复杂的线路设置，而且能够有效避免瞬时电流对风机的发电机轴承的击穿或损耗，使风力发电机组的整体稳定性提高，运行更加可靠、提高发电效率。
本发明所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的方法简单，并且仅需要在现有风机系统的结构基础上进行改善即可实现，节省成本。
下面结合附图和部分实施例对本发明的技术方案进行详细地说明。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明所述防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统的示意图。
图中：100、风机机舱；101、发电机；102、变流器；1021、IGBT开关；103、共模电流抑制器；104、变流器输入电流线路。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，包括风机机舱100内的设有IGBT开关1021的变流器102，IGBT开关1021根据风机形成的电压强弱调节开闭，变流器102经变流器输入电流线路104与发电机101连接，在所述变流器输入电流线路104上设置有抵消IGBT开关1021开闭时产生的瞬时电流的共模电流抑制器103。
在变流器输入电流线路104上设置有一个或者多个相互并联的共模电流抑制器103，本实施采用的技术方案是在在变流器输入电流线路104上设置一个共模电流抑制器103，参见图1。
共模电流抑制器103设在靠近变流器102所在位置的变流器输入电流线路104上。
共模电流抑制器103包括壳体和置于壳体内部的电磁线圈，共模电流抑制器103的壳体连接在风机塔筒操作室的底板上。
作为优选地，所述壳体的内部设有与电磁线圈形状相匹配的凹槽，电磁线圈嵌入凹槽与壳体固定。
共模电流抑制器103的壳体上均匀分布有散热孔，作为优选地，所述散热孔设为条状，如此更加利于将共模电流抑制器103内的热量疏导出去，提高共模电流抑制器103的使用寿命，进而提高整个风力发电机组的运行可靠性。
共模电流抑制器103的壳体上设有至少一个凸起，风机塔筒操作室的底板设有与凸起匹配的凹槽，凸起嵌入凹槽将壳体与底板连接一体。
共模电流抑制器103的壳体采用绝缘耐热塑料制成。
电磁线圈包括四氧化三铁磁芯体、缠绕在四氧化三铁磁芯体外周的第一、第二金属线圈绕组。
所述四氧化三铁磁芯体为U字型，第一、第二金属线圈绕组均匀地缠绕在U字型四氧化三铁磁芯体的第一、第二臂上，并且金属线圈的缠绕密度相同。
作为优选地，所述金属线圈的导线为圆柱状，由内向外依次包括镍层、铜层和绝缘漆层，并且镍层径向厚度是铜层径向厚度的1/4～1/3。
本实施例还提供一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的方法，其中，所述变流器输入电流线路上设置有共模电流抑制器，当IGBT开关开闭瞬间形成瞬时电流时，共模电流抑制器便即时将瞬时电流抵消。
本实施例所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统结构简单，不需要太过复杂的线路设置，而且能够有效避免瞬时电流对风机的发电机轴承的击穿或损耗，使风力发电机组的整体稳定性提高，运行更加可靠、提高发电效率。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：在变流器输入电流线路104上设置有多个相互并联的共模电流抑制器103，并联的多个共模电流抑制器103可以避免仅设置的一个共模电流抑制器103失效时无法抑制瞬时电流的情况发生，致使对发电机轴承造成击穿或损耗。
因此，本实施例所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统抑制瞬时电流的可靠性更高。
一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，包括风机机舱100内的设有IGBT开关1021的变流器102，IGBT开关1021根据风机形成的电压强弱调节开闭，变流器102经变流器输入电流线路104与发电机101连接，在所述变流器输入电流线路104上设置有抵消IGBT开关1021开闭时产生的瞬时电流的共模电流抑制器103。
在变流器输入电流线路104上设置有一个或者多个相互并联的共模电流抑制器103，本实施采用的技术方案是在在变流器输入电流线路104上设置多个相互并联的共模电流抑制器103，此处未提供示意图。
共模电流抑制器103设在靠近变流器102所在位置的变流器输入电流线路104上。
共模电流抑制器103包括壳体和置于壳体内部的电磁线圈，共模电流抑制器103的壳体连接在风机塔筒操作室的底板上。
作为优选地，所述壳体的内部设有与电磁线圈形状相匹配的凹槽，电磁线圈嵌入凹槽与壳体固定。
共模电流抑制器103的壳体上均匀分布有散热孔，作为优选地，所述散热孔设为条状，如此更加利于将共模电流抑制器103内的热量疏导出去，提高共模电流抑制器103的使用寿命，进而提高整个风力发电机组的运行可靠性。
共模电流抑制器103的壳体上设有至少一个凸起，风机塔筒操作室的底板设有与凸起匹配的凹槽，凸起嵌入凹槽将壳体与底板连接一体。
共模电流抑制器103的壳体采用绝缘耐热塑料制成。
电磁线圈包括四氧化三铁磁芯体、缠绕在四氧化三铁芯体外周的第一、第二金属线圈绕组。
所述四氧化三铁磁芯体为U字型，第一、第二金属线圈绕组均匀地缠绕在U字型四氧化三铁磁芯体的第一、第二臂上，并且金属线圈的缠绕密度相同；
作为优选地，所述金属线圈的导线为圆柱状，由内向外依次包括镍层、铜层和绝缘漆层，并且镍层径向厚度是铜层径向厚度的1/4～1/3。
本实施例还提供一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的方法，其中，所述变流器输入电流线路上设置有共模电流抑制器，当IGBT开关开闭瞬间形成瞬时电流时，共模电流抑制器便即时将瞬时电流抵消。
本实施例所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统结构简单，不需要太过复杂的线路设置，而且能够有效避免瞬时电流对风机的发电机轴承的击穿或损耗，使风力发电机组的整体稳定性提高，运行更加可靠、提高发电效率。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于：电磁线圈包括磁芯体、缠绕在磁芯体外周的第一、第二金属线圈绕组，所述磁芯体包括铁氧体的主体以及设置于所述主体表面的粉末型铝镍钴层。
所述磁芯体为U字型，第一、第二金属线圈绕组均匀地缠绕在U字型磁芯体的第一、第二臂上，并且金属线圈的缠绕密度相同。
一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，包括风机机舱100内的设有IGBT开关1021的变流器102，IGBT开关1021根据风机形成的电压强弱调节开闭，变流器102经变流器输入电流线路104与发电机101连接，在所述变流器输入电流线路104上设置有抵消IGBT开关1021开闭时产生的瞬时电流的共模电流抑制器103。
在变流器输入电流线路104上设置有一个或者多个相互并联的共模电流抑制器103，本实施采用的技术方案是在在变流器输入电流线路104上设置一个共模电流抑制器103，参见图1。
共模电流抑制器103设在靠近变流器102所在位置的变流器输入电流线路104上。
共模电流抑制器103包括壳体和置于壳体内部的电磁线圈，共模电流抑制器103的壳体连接在风机塔筒操作室的底板上。
作为优选地，所述壳体的内部设有与电磁线圈形状相匹配的凹槽，电磁线圈嵌入凹槽与壳体固定。
共模电流抑制器103的壳体上均匀分布有散热孔，作为优选地，所述散热孔设为条状，如此更加利于将共模电流抑制器103内的热量疏导出去，提高共模电流抑制器103的使用寿命，进而提高整个风力发电机组的运行可靠性。
共模电流抑制器103的壳体上设有至少一个凸起，风机塔筒操作室的底板设有与凸起匹配的凹槽，凸起嵌入凹槽将壳体与底板连接一体。
共模电流抑制器103的壳体采用绝缘耐热塑料制成。
电磁线圈包括磁芯体、缠绕在磁芯体外周的第一、第二金属线圈绕组，所述磁芯体包括铁氧体的主体以及设置于所述主体表面的粉末型铝镍钴层。
所述磁芯体为U字型，第一、第二金属线圈绕组均匀地缠绕在U字型磁芯体的第一、第二臂上，并且金属线圈的缠绕密度相同。
作为优选地，所述金属线圈的导线为圆柱状，由内向外依次包括镍层、铜层和绝缘漆层，并且镍层径向厚度是铜层径向厚度的1/4～1/3。
本实施例还提供一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的方法，其中，所述变流器输入电流线路上设置有共模电流抑制器，当IGBT开关开闭瞬间形成瞬时电流时，共模电流抑制器便即时将瞬时电流抵消。
本实施例所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统结构简单，不需要太过复杂的线路设置，而且能够有效避免瞬时电流对风机的发电机轴承的击穿或损耗，使风力发电机组的整体稳定性提高，运行更加可靠、提高发电效率。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，其特征在于，包括风机机舱(100)内的设有IGBT开关(1021)的变流器(102)，IGBT开关(1021)根据风机形成的电压强弱调节开闭，变流器(102)经变流器输入电流线路(104)与发电机(101)连接，在所述变流器输入电流线路(104)上设置有抵消IGBT开关(1021)开闭时产生的瞬时电流的共模电流抑制器(103)。
2.根据权利要求1所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，其特征在于，在变流器输入电流线路(104)上设置有一个或者多个相互并联的共模电流抑制器(103)。
3.根据权利要求1或2所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，其特征在于，共模电流抑制器(103)设在靠近变流器(102)所在位置的变流器输入电流线路(104)上。
4.根据权利要求1所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，其特征在于，共模电流抑制器(103)包括壳体和置于壳体内部的电磁线圈，共模电流抑制器(103)的壳体连接在风机塔筒操作室的底板上；
优选地，所述壳体的内部设有与电磁线圈形状相匹配的凹槽，电磁线圈嵌入凹槽与壳体固定。
5.根据权利要求4所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，其特征在于，共模电流抑制器(103)的壳体上均匀分布有散热孔，优选地，所述散热孔设为条状。
6.根据权利要求4所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，其特征在于，共模电流抑制器(103)的壳体上设有至少一个凸起，风机塔筒操作室的底板设有与凸起匹配的凹槽，凸起嵌入凹槽将壳体与底板连接一体。
7.根据权利要求4所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，其特征在于，共模电流抑制器(103)的壳体采用绝缘耐热塑料制成。
8.根据权利要求4所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，其特征在于，电磁线圈包括四氧化三铁磁芯体、缠绕在四氧化三铁磁芯体外周的第一、第二金属线圈绕组。
9.根据权利要求8所述的防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的系统，其特征在于，所述四氧化三铁磁芯体为U字型，第一、第二金属线圈绕组均匀地缠绕在U字型四氧化三铁磁芯体的第一、第二臂上，并且金属线圈的缠绕密度相同；
优选地，所述金属线圈的导线为圆柱状，由内向外依次包括镍层、铜层和绝缘漆层，并且镍层径向厚度是铜层径向厚度的1/4～1/3。
10.一种防止风机变流器IGBT开关瞬时电流冲击的方法，其特征在于，所述变流器输入电流线路(104)上设置有共模电流抑制器(103)，当IGBT开关(1021)开闭瞬间形成瞬时电流时，共模电流抑制器(103)便即时将瞬时电流抵消。
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