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变频器系统变频器系统SL1500风力发电机组 目 录 变频器基础知识变频器基础知识 PM1000变频器变频器 AMSC变频器在双馈风力发电系统中的应用变频器在双馈风力发电系统中的应用变 频 器 基 础 知 识变频器的定义与应用变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置太阳能及风力发电，高压直流输电，电动机车、舰船、电动汽车等节能绿色交通工具，各类电动机(异步、同步、绕线、变频、无刷、开关磁阻等)变频器的功率元件Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管变频器的功率模块Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管变频器的分类根据变流环节不同分类：交-直-交变频器交-交变频器根据直流电路的储能环节（滤波方式）分类：电压型变频器电流型变频器根据电压的调制方式分类：脉宽调制（PWM）变频器 脉幅调制（PAM）变频器按照工作原理分类：可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等按其供电电压分类：低压变频器 ( 110V 220V 380V ) 、中压变频器 ( 500V660V 1140V ) 和高压变频器 ( 3KV 3.3KV 6KV 6.6KV 10KV )。 变频器的控制方式 U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式： 控制电路结构简单、成本较低，输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著 电压空间矢量(SVPWM)控制方式 以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，没有引入转矩的调节 矢量控制(VC)方式 三相二相变换，实现正交或解耦控制，具有划时代的意义 直接转矩控制(DTC)方式 简洁明了的系统结构、优良的动静态性能 矩阵式交-交控制方式：该技术目前虽尚未成熟，处于研究阶段交-直-交变频器逆变整流电源P M 1 0 0 0 WPM1000模块化设计PM1000是什么？ 电源转换器架构包括印刷电路板（PCB）设计，配有一流的IGBT、控制算法和空气或液体冷却。嵌入式控制器和特定应用的接口板的集成，以及模块化且可升级的电极设计，提供了无与伦比的多功能性-使PM1000转换器成为工业和电源转换应用的理想选择。可串行和/或并行配置多个PM1000转换器，从而构成更高电压和更大额定功率的转换器和系统。 的固有架构能够为快速配置新的应用硬件和软件。用户可自设参数使之能够达到用户所需的性能并且能够实时转换PM1000功率模块IGBT的二极管检查：用万用表的蜂鸣档，所有的电极到直流母排正极应该是有一个二极管管压降,直流母排正极到所有的电极是无穷大的.所有电极到直流母排负极正好相反 ，短路说明IGBT被击穿，断路说明IGBT被烧断模块组装范例（LSC)数字输入输出双数字信号处理器光纤通讯母线非电解电容门极驱动器少内部连接备用电源单独水冷回路 PM1000 特性特性 控制特性- 双DSP PWM控制- 3kHz PWM脉宽调制- CPLD硬件保护和信号通道- 多路运算开关- 数字信号输入输出 硬件保护- 过电流- 超温- IGBT 过饱和- 母线过电压- 电源监视PM1000 技术规格网侧变频器与电机侧变频器的功能 网侧变频器 控制直流母排电压 预充电 网侧电压同步检测 电网电压测量 电机侧变频器 发电机扭矩控制 功率因数控制 发电机定子电压控制 发电机速度检测触发crowbar AMSC变频器在双馈风力发电系统中的应用变频器在双馈风力发电系统中的应用风力发电主流技术 双馈发电机 永磁直驱同步发电机直驱风力发电系统直驱风力发电系统93.2% 转化率100% 变频器 发电机4.0%2.8% 损耗 损耗双馈发电系统77.8%100%19.4%0.8% 损耗变频器18.6%96.4% Netz2.8%损耗发电机直驱与双馈的比较双馈的优点 风机容量大 低损耗 变速 高效率 低成本 良好的电功率因数 有功和无功功率的控制双馈发电系统SL1500一次接线图+NCC3x0 机舱柜+NCC3x0机舱柜机舱柜+NCC300690VAC 电源回路变压器 定子接触器 定子 网侧熔断器 雷电保护400VAC 电源 偏航变频器和马达 泵,风扇+NCC310控制系统 PLC , 控制面板 继电器 开关UPS 系统 电池 供电电源+NCC320变频柜 网侧变频器 电机侧变频器 电感 Crowbar 滤波 高频滤波PM1000 一次接线示意图一次接线示意图PM1000 外部接线图外部接线图PM1000 通讯结构图EthernetEthernetSwitchMasterCAN Spiderelectric / optical interface07WT98MASTERI/OEthernet (fibre optics)Line side PowerConverterGenerator sidePower ConverterN A C E L L ECAN 1MBEthernet /CANCAN 2A (fibre optics)DisplayRS 232EthernetCAN 1MBEthernet变频器控制原理图变频器控制原理图变频器运行状态图变频器运行状态图双馈风机的启动预充电双馈风机的启动网侧变频器同步双馈风机的启动闭合网侧开关双馈风机的启动启动机侧变频器双馈风机的启动发电机同步双馈风机的启动发电机并网双馈风机的能量流动同步转速以上双馈风机的能量流动同步转速以下 过电压保护 保护直流母线软件设置触发值PM1000为1175VPM3000为1350VPM1000 手动操作说明PM1000手动测试流程图demanded state = -2: crowbar testConManCrodemanded state = -1: overspeed relay openConManSafdemanded state = 0: Manual mode offConManOffdemanded state = 3: Activate precharge unitConManPredemanded state = 1: Manual mode entered ConManEntdemanded state = 2: Enable contactor supplyConMan230OnOff-+-Off-Offdemanded state = 7: Close stator contactorConManSwidemanded state = 8: Production up to 25%ConMan_25demanded state = 6: Synchronize generatorConManSyndemanded state = 5: Switch Gsc onConManGSCdemanded state = 4: Switch LSC on (armed)ConManLSCdemanded state = 11: Production up to 100%ConManRatdemanded state = 10: Production up to 75%ConMan_75demanded state = 9: Production up to 50%ConMan_50-+-+-+-OffOffOffOffOffOffOffOffOffOff- +-2: crowbar test-1: overspeed relay open0 - automatic mode active1 - enter manual control2 - switch 230V relay on3 - switch precharge unit on4 - switch LSC on5 - switch GSC on, with small load6 - synchronize GSC to the grid7 - close stator contactor, production mode with no power8 - production with max. 25% of rated power9 - production with max. 50% of rated power10 - production with max. 75% of rated power11 - production with max. rated power
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