大功率直驱风电系统高效率变流器设计

在兆瓦级直驱风电系统中,发电机定子电压等级通常采用较低的690V,而定子电流等级则很高,给全功率变流器的设计和制造造成了的困难,特别是效率问题比较突出。提出一种基于直驱多相永磁同步发电机和三电平混合式变流器的技术方案,用以替代传统的三相发电机和两电平变流器并联方案,具有更好的谐波性能和效率。讨论不同变流器拓扑在方案中的应用及其参数设计方法,并在谐波、效率和成本方面进行了比较。

可控电抗器及其在异步电动机软起动中的应用

异步电动机起动时最初起动电流很大，可达4～7倍额定电流。本文提出了一种新型软起动方案，即在电动机定子回路中串入可控电抗器来限制起动电流，实现软起动。磁控式可控电抗器高压工作绕组和低压控制绕组隔离，大大提高了其工作可靠性，其串联在电动机定子绕组中限流作用明显且不消耗能量。仿真和实验平台表明，异步电机起动平稳。

基于MPPMSG及混合式3L变流器的新型风电变换系统的设计和比较

在MW级大功率直驱风电系统中,发电机出口电压等级经常采用较低的690V,因此额定电流等级比较高,这对于全功率变流器设计是不利的。常规的解决方案是采用传统的两电平变流器并联来分摊容量,但是这是一种效率不高的解决方案。相比之下,多电平变流器具有较高的效率以及优越的谐波性能,只是在低压应用中半导体成本很高,而且还存在电容电压平衡控制的问题。文中提出一种基于直驱多相永磁同步发电机(MPPMSG)的三电平混合式变流器的拓扑方案,用以替代传统的三相发电机和两电平变流器并联的方案。通过三电平变流器的串并联组合,这种新方案不仅能够克服三电平变流器电容中点电压平衡和三倍基波电压脉动,而且其成本也与常规两电平并联方案相当,最重要的是这种方案具有较高的效率。论文详细讨论了这种技术方案的拓扑结构、参数设计、电容平衡控制以及损耗等问题。

起动异步电动机用磁控式可控电抗器的建模及仿真

介绍了一种改进后的新型起动异步电动机用的磁控式可控电抗器的基本结构和工作原理。从数学分析出发得到等效电路,基于M atlab/PSB对其作了动态仿真。仿真表明将两个相同的变压器一次侧绕组串联,二次侧绕组反串联,可以准确地反映主回路的电流波形和控制回路的电压波形。

直驱多相双绕组永磁同步发电机的设计研究

针对现有的三相永磁直驱风力发电机可靠性不高,连接并联变流器时易产生环流,不能实现变流器的串联等问题,提出了一种新型直驱多相永磁同步发电机结构。这种新结构多相永磁同步发电机能够提高系统的可靠性,方便变流器的串、并联,解决了三电平变流器中点电压脉动的问题。本文以3.5 kW 6相12绕组永磁同步发电机为例对这种电机进行了设计研究,通过有限元仿真和样机试验验证了这种电机的确具有这些优势。