CN205377730U - 全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行盘车的系统 - Google Patents

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张学艺
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Abstract

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种全功率变流器驱动发电机进行盘车的系统。该系统与电网并网连接，其包括与电网依次连接的变压器，全功率变流器，同步发电机，齿轮箱，叶轮；所述全功率变流器包含与同步发电机连接的机侧变流器，以及与变压器连接的网侧变流器。本实用新型的风电机组需要盘车时，风机主控系统控制网侧变流器使能量从电网经过网侧变流器整流为直流，流向全功率变流器的直流母线；机侧变流器控制机侧IGBT开通和关断，调节输出电压和频率来驱动同步发电机转动，此时同步发电机处于电动状态，同步电动机驱动叶轮慢速转动，实现风电机组的盘车，无需增加硬件就可以实现，实现了风电机组的自动盘车功能。

Description

全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行盘车的系统
技术领域
本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种全功率变流器驱动发电机进行盘车的系统。
背景技术
风力发电机在调试维护前，尤其是在变桨系统维护时，需要维护人员对风力发电机组进行盘车以使风轮位置得以调整，并在适当的位置将主轴锁紧机构对正锁死，实现整个传动链锁死。
在现有技术中，盘车主要由以下二种方法：一、通过人工转动高速轴上的刹车盘从而带动整个传功链运动，实现风轮的低速运转，进而调整风轮的位置以及对齐主轴锁紧销与定位孔，此种方法需要耗费大量人力强行拖动主轴运转，存在一定的安全隐患，且操作麻烦；二、风电机组在机舱配置液压系统，通过液压系统来盘车及进行发电机和齿轮箱的对中，这样的方式增加成本的同时，机舱其他部件的维护空间受到了限制。
风电市场竞争日益激烈，降低投资成本，提高风电机组可靠性和降低维护成本成为整机商和风电场最为关心的问题，因此很有必要对现有的盘车方法进行改进。
实用新型内容
为了解决背景技术中的技术问题，本实用新型提供一种全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行盘车的系统，无需增加任何外置设备，即可完成风电机组自动盘车功能，大大减少维护的工作量。
为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现。
一种采用风电机组变流器驱动发电机进行机组盘车的系统，该系统与电网并网连接，包括与电网依次连接的变压器，全功率变流器，同步发电机，齿轮箱，叶轮，所述全功率变流器包含与同步发电机连接的机侧变流器，以及与变压器连接的网侧变流器。
作为优选的，所述机侧变流器包含三个并联的桥臂；每个桥臂均由两个首尾相接串联的IGBT模块组成；每个IGBT模块均由一个IGBT与一个反向二极管并联组成。
作为优选的，所述网侧变流器包含三个并联的桥臂；每个桥臂均由两个首尾相接串联的IGBT模块组成；每个IGBT模块由一个IGBT与一个反向二极管并联组成。
作为优选的，所述网侧变流器还包含一个与三个桥臂并联的电容，该电容用以缓冲网侧变流器与机侧变流器之间的能量传递，稳定直流母线电压，同时抑制谐波电压。
作为优选的，所述电容还并联一负载，所述负载消耗直流侧多余的能量，保证机侧变流器与网侧变流器功率近似平衡。
作为优选的，所述全功率变流器为四象限变流器，它具有很高的基波功率因数、较低的谐波电流干扰和优异的再生制动性能。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的风电机组需要盘车时，风机主控系统控制网侧变流器使能量从电网经过网侧变流器整流为直流，流向全功率变流器的直流母线；机侧变流器控制机侧IGBT开通和关断，调节输出电压和频率来驱动同步发电机转动，此时同步发电机处于电动状态，同步电动机驱动叶轮慢速转动，实现风电机组的盘车，无需增加硬件就可以实现，实现了风电机组的自动盘车功能。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的原理示意图。
图中：变压器1；全功率变流器2；同步发电机3；齿轮箱4；叶轮5。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
请参考附图1和2所示，本实用新型实施例提供的一种全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行机组盘车的系统，该系统与电网并网连接，包含与电网依次连接的变压器1，全功率变流器2，同步发电机3，齿轮箱4，叶轮5。
所述全功率变流器2包含与同步发电机3连接的机侧变流器；与变压器1连接的网侧变流器。优选地，所述全功率变流器2为四象限变流器，它具有很高的基波功率因数、较低的谐波电流干扰和优异的再生制动性能。
所述机侧变流器包含三个并联的桥臂；每个桥臂均由两个首尾相接串联的IGBT模块(1、4；2、5；3、6)组成；每个IGBT模块1、2、3、4、5、6均由一个IGBT(绝缘栅双极型晶体管)与一个反向二极管并联组成。
所述网侧变流器包含三个并联的桥臂；每个桥臂均由两个首尾相接串联的IGBT模块(7、10；8、11；9、12)组成；每个IGBT模块7、8、9、10、11、12由一个IGBT(绝缘栅双极型晶体管)与一个反向二极管并联组成。
所述网侧变流器还包含一个与三个桥臂并联的电容C，该电容C用以缓冲网侧变流器与机侧变流器之间的能量传递，稳定直流母线电压，同时抑制谐波电压。所述电容还并联一负载R，负载R消耗直流侧多余的能量，保证机侧变流器与网侧变流器功率近似平衡。
工作原理：在进行机组盘车前，叶轮5上的叶片处于顺桨位置，网侧变流器控制系统产生6路高频的PWM脉冲，6路高频的PWM脉冲控制网侧变流器IGBT的开通和关断。IGBT的开通和关断产生了与输出电压相位一致的正弦电流波形，此时能量从电网经由网侧变流器逆变为直流，再由机侧变流器逆变为交流供给同步发电机3三相绕组，此时同步发电机3工作在电动机状态，当同步发电机3的定子绕组通以三相交流电时，三相对称电流合成的旋转磁场与转子永磁体磁钢所产生的磁场相互作用产生旋转磁场，进而产生转矩拖动转子同步旋转，机侧变流器控制IGTB开关，调节输出的频率和相位，使定子和转子磁势保持稳定的位置关系，产生恒定的转矩，带动同步发电机3驱动叶轮5转动。由于叶片处于顺桨90°位置，全功率变流器2驱动同步发电机带动叶轮5旋转的过程中，维护人员可以根据风轮锁的位置判断全功率变流器2驱动同步发电机3运行的转速，同步发电机的最大转速不超过100rpm。风机主控系统内置的拖动控制可以方便、快捷、安全的将风轮锁固定，只需要操作人员配合机舱工作人员启动全功率变流器2，拖动电机运行就可以方便的带动叶轮5转动，同时不需要增加任何设备即可以完成盘车，完成轮毂风轮锁的固定。当风电机组正常运行时，叶轮5带动同步发电机3旋转同步发电机3处于发电状态，同步发电机产生的能量通过机侧变流器整流成直流，通过网侧变流器逆变成适合电网的能量，将能量输送至电网。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行盘车的系统，其特征在于：该系统与电网并网连接，包括与电网依次连接的变压器，全功率变流器，同步发电机，齿轮箱，叶轮；所述全功率变流器包含与同步发电机连接的机侧变流器，以及与变压器连接的网侧变流器。
2.根据权利要求1所述的全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行盘车的系统，其特征在于：所述机侧变流器包含三个并联的桥臂；每个桥臂均由两个首尾相接串联的IGBT模块组成；每个IGBT模块均由一个IGBT与一个反向二极管并联组成。
3.根据权利要求1所述的全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行盘车的系统，其特征在于：所述网侧变流器包含三个并联的桥臂；每个桥臂均由两个首尾相接串联的IGBT模块组成；每个IGBT模块由一个IGBT与一个反向二极管并联组成。
4.根据权利要求1所述的全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行盘车的系统，其特征在于：所述网侧变流器还包含一个与三个桥臂并联的电容。
5.根据权利要求4所述的全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行盘车的系统，其特征在于：所述电容还并联一负载。
6.根据权利要求1所述的全功率变流器驱动风力发电机组的发电机进行盘车的系统，其特征在于：所述全功率变流器为四象限变流器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108223292A (zh) * 2016-12-09 2018-06-29 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组及其盘车系统、盘车控制方法与装置
CN113175418A (zh) * 2021-04-28 2021-07-27 上海电气风电集团股份有限公司 一种直驱发电机电动盘车装置

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