SWITCH變流器在兆瓦級直驅型風機中的應用

    由于必須使用全功率變流器，在這一個部件上的成本也要高出50%。相應的，變流器故障率也較雙饋型機組更高。

    目前，金風公司1.5MW直驅型機組已經在新疆、內蒙、渤海灣等多個現場運行了兩年以上，其可利用率不斷上升，發電量高、易于維護等優點也逐漸為各個業主所認可。

    3. SWITCH變流器的原理和特點

    3.1. 基本參數

    電機參數：

    雙繞組，

    額定電壓：690V

    額定功率：1600kW

    每繞組額定電流：620A

    額定頻率：13.7Hz

    功率因數：1.0

    電網參數：

    額定電壓：690V

    額定頻率：50/60Hz

    額定電流：1320A

    功率因數：0.95。

    等效年工作時間：3500小時。

    環境參數：

    運行環境溫度：-40～+40攝氏度

    儲存環境溫度：-50～+50攝氏度

    運行濕度：<90%

    3.2. 拓撲結構

 

 

圖3：switch變流器一次系統圖

    從上圖中可見，SWITCH變流器主要由網側逆變單元1U1，電機側逆變單元2U1, 3U1和制動單元4U1組成。每個模塊的設計原理均相同，在結構和關鍵器件選型上有所差別。這樣在保證了較低成本的同時提高了生產的一致性，降低了產業化的難度。

    為了保護電機絕緣，在電機側逆變單元出口處還設置了dudt濾波器。

    3.3. 控制及保護原理

    和大多數商用四象限變頻器一樣，switch在控制上采用了分布式控制的方式，也即每個功率模塊都能夠獨立的執行控制、保護、監測等功能，模塊之間則通過現場總線連接。

 

 圖4：模塊間通信拓撲

    為了實現控制目標解耦，在網側逆變單元處采用了以直流電壓恒定為目標的控制方式，在電機側采用了跟蹤風機控制器給定轉矩的方式。

    下圖給出了網側控制邏輯框圖：