專利名稱：一種大功率風電變流器的制作方法
技術領域：
—種大功率風電變流器
技術領域：
本實用新型涉及風電設備領域，尤其是一種大功率風電變流器。
背景技術：
風電變流器包括主控制器和采樣驅動控制器，目前，低于3麗的小功率風電變流器由于其體積較小，常規(guī)設計方法都是采用整體結構，即主控制器和采樣驅動控制器安裝在變流器的控制柜內，主控制器與采樣驅動控制器之間通過排線電纜或插槽連接，主控制器被安裝在變流器的控制柜內，受安裝位置和柜體布置的限制和影響，采樣驅動控制器到每個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊的連接電纜的長度都不一樣，布線在強電與弱電之
間穿插，傳輸信號易受干擾。隨著我國風電產業(yè)的發(fā)展，特別是海上風電項目的全面啟動，3MW或3MW以上的大型化風電整機是未來國內風電設備行業(yè)發(fā)展的主要方向，大功率風電變流器的結構體積大，采樣驅動控制器與絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊之間的連接距離變長，一方面使傳輸信號容易受到干擾，系統(tǒng)的穩(wěn)定性差；另一方面使傳輸線纜的成本較高，長距離傳輸在布線工藝上也難以控制。本實用新型即針對此問題而提出。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有抗干擾強，系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，布線工藝簡單的大功率風電變流器。為解決上述技術問題，本實用新型一種大功率風電變流器，包括風電變流器柜，所述風電變流器柜內設有主控制器，所述主控制器連接有若干個相互獨立分布的采樣驅動控制器，所述采樣驅動控制器連接有若干個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊，主控制器與采樣驅動控制器采用分布式設計。所述主控制器為風電變流器的核心控制部分，控制風電變流器的整流與逆變環(huán)節(jié)；所述采樣驅動控制器主要完成對絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊的脈沖寬度調制的控制信號生成，對電壓、電流、溫度信號采樣，對系統(tǒng)進行自我診斷，以及發(fā)出相應執(zhí)行指令，綜合和處理故障，并向外部系統(tǒng)進行通訊。所述絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊包括具有過電流保護，過電壓保護，過熱保護以及變頻的開關功能。過電流保護，對于正常過載，絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊系統(tǒng)能自動調節(jié)和控制，不至損壞絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊，對于不正常的短路故障，切斷柵極驅動信號，或者當檢測到過流故障信號時，立即將柵極電壓降到某一電平，同時啟動定時器，在定時器到達設置值之前，若故障消失，則柵極電壓恢復正常工作值，若定時器到達設定值時故障仍未消除，則使柵極電壓降低到零；過電壓保護是利用緩沖電路能對絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊實行過電壓抑制并限制過量的電壓變化率；過熱保護是利用溫度傳感器檢測絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊的殼溫，當超過允許溫度時，主電路跳閘以實現(xiàn)過熱保護。對于3MW風電變流器的主控制器與采樣驅動控制器采用分布式設計，即I個主控制器與4個采樣驅動控制器連接，每個采樣驅動控制器在結構上相對獨立，每個采樣驅動控制器均可以互換使用，每個采樣驅動控制器負責4個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊的信號采樣和驅動控制；主控制器與采樣驅動控制器之間，及采樣驅動控制器與采樣驅動控制器之間均采用符合自動化總線標準的通信協(xié)議Profinet進行信息交互，完成采樣驅動控制，采樣驅動控制器安裝在整體屏蔽的金屬機箱內，避免了大量的硬連接線纜及大量接插件等，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，使布線簡單化。本實用新型一種大功率風電變流器，主控制器與采樣驅動控制器采用分布式的結構設計，具有抗干擾強，系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，布線工藝簡單的特點。
以下結合附圖
對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細說明，其中圖I為本實用新型一種大功率風電變流器分布式結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型一種大功率風電變流器的實施方式作詳細說明。本實用新型一種大功率風電變流器，包括風電變流器柜4，所述風電變流器柜4內設有主控制器1，所述主控制器I連接有若干個相互獨立分布的采樣驅動控制器2，所述采樣驅動控制器2連接有若干個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3，主控制器I與采樣驅動控制器2采用分布式設計。對于3MW風電變流器的主控制器I與采樣驅動控制器2采用分布式設計，即一個主控制器I與四個采樣驅動控制器2連接，每個采樣驅動控制器2在結構上相對獨立，每個采樣驅動控制器2均可以互換使用，每個采樣驅動控制器2負責4個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3的信號采樣和驅動控制，包括直流母線電壓采樣，采樣后的直流母線電壓在采樣驅動控制器2內部進行濾波等處理，之后再送到主控制器I參與算法控制。電流采樣，采樣驅動控制器2采集每個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3的輸出電流，采樣后的絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3的電流在采樣驅動控制器2內部進行濾波等處理，之后再送到主控制器I參與算法控制。溫度采樣，采樣驅動控制器2采集每個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3的運行溫度，采樣后的絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3的溫度在采樣驅動控制器2內部進行濾波等處理，之后再送到主控制器I和監(jiān)視設備中分別進行處理和顯示，同時還參與溫度限值保護。絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3的驅動控制，接收來自主控器I的算法輸出信號，生成各個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3的脈寬調制控制信號，驅動每個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3的開通與關斷，采集絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3的故障保護信號，保護絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3在過流、過壓及過溫情況下不損壞器件。過電流保護，對于正常過載，絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3系統(tǒng)能自動調節(jié)和控制，不至損壞絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3，對于不正常的短路故障，切斷柵極驅動信號，或者當檢測到過流故障信號時，立即將柵極電壓降到某一電平，同時啟動定時器，在定時器到達設置值之前，若故障消失，則柵極電壓恢復正常工作值，若定時器到達設定值時故障仍未消除，則使柵極電壓降低到零；過電壓保護是利用緩沖電路能對絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊3實行過電壓抑制并限制過量的電壓變化率；過熱保護是利用溫度傳感器檢測絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊的殼溫，當超過允許溫度時，主電路跳閘以實現(xiàn)過熱保護。主控制器I與采樣驅動控制器2之間，及采樣驅動控制器2與采樣驅動控制器2
之間均采用符合自動化總線標準的通信協(xié)議Profinet進行信息交互，完成采樣驅動控制。為了達到更好的屏蔽及抗干擾效果，采樣驅動控制器2安裝在整體屏蔽的金屬機箱內。
權利要求1.一種大功率風電變流器，包括風電變流器柜(4)，所述風電變流器柜(4)內設有主控制器(I)，其特征在于所述主控制器(I)連接有若干個相互獨立分布的采樣驅動控制器(2)，所述采樣驅動控制器(2)連接有若干個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊(3)； 所述主控制器(I)控制風電變流器的整流與逆變環(huán)節(jié)； 所述采樣驅動控制器(2)主要完成對絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊(3)的脈沖寬度調制的控制信號生成，對電壓、電流、溫度信號采樣，對系統(tǒng)進行自我診斷，以及發(fā)出相應執(zhí)行指令，綜合和處理故障，并向外部系統(tǒng)進行通訊； 所述絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊(3 )包括具有過電流保護，過電壓保護，過熱保護以及變頻的開關功能。
2.按權利要求I所述一種大功率風電變流器，其特征在于所述主控制器(I)與采樣驅動控制器(2)之間采用符合自動化總線標準的通信協(xié)議Profinet進行信息交互。
3.按權利要求I所述一種大功率風電變流器，其特征在于所述采樣驅動控制器(2)與采樣驅動控制器(2)之間采用符合自動化總線標準的通信協(xié)議Profinet進行信息交互。
4.按權利要求I所述一種大功率風電變流器，其特征在于所述采樣驅動控制器(2)安裝于整體屏蔽的金屬機箱內。
5.按權利要求I所述一種大功率風電變流器，其特征在于所述采樣驅動控制器(2)為4個，可相互替換使用。
6.按權利要求I所述一種大功率風電變流器，其特征在于所述每個采樣驅動控制器(2)連接有4個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊(3)。
專利摘要本實用新型一種大功率風電變流器，包括風電變流器柜，所述風電變流器柜內設有主控制器，所述主控制器連接有若干個相互獨立分布的采樣驅動控制器，所述采樣驅動控制器連接有若干個絕緣柵雙極型晶體管功率器件模塊，主控制器與采樣驅動控制器采用分布式設計，具有抗干擾強，系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，布線工藝簡單的特點。
文檔編號H02M1/00GK202696451SQ201220309789
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權日2012年6月28日
發(fā)明者鐘道禎, 黎裕文, 周世彤, 王瑜, 李峰 申請人:廣東明陽龍源電力電子有限公司