交流发电机制动装置制造方法及图纸

一种交流发电机制动装置，可缓急自如地进行控制且在控制部失效的情况下也会正常发挥功能。该交流发电机制动装置具有：三端双向开关(TR)，其第一端连接于交流发电机的输电线的一方，第二端连接于输电线的另一方；第一开关部(Q1、Q2)，插入连接于并联在三端双向开关的第二端与门极之间的电流路径上；以及第二开关部(Q3)，可切换第一开关部的可接通状态和断开状态，在通过第二开关部(Q3)使第一开关部成为可接通状态时，当线间电压的绝对值为规定值以上时，则以线间电压来作为驱动电源，第一开关部接通且触发电流根据线间电压的极性而通过电流路径流向门极，三端双向开关接通，短路电流流向输电线间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交流发电机制动装置
本专利技术涉及一种风力发电装置等中的交流发电机的制动装置。
技术介绍
在风力发电装置中，已知有一种机构，其在风车的旋转速度即转速过高时，产生制动力矩以减少风车的旋转从而保护风车以及与其连接的交流发电机。作为最简单的机构有机械式制动器。由于机械式制动器主要是盘式制动器，急速制动会给风车带来较大的负担，因此通常在即将静止之前的最终阶段使用。此外，还有一种基于从连接于负载的电动机等再生电流的再生制动器，但受到负载条件影响。在专利文献1、2中，公开了如下的技术：通过交流发电机的输出端子的短路等而使输出电流增大，从而在交流发电机中产生制动力矩，并将该制动力矩作为风车的制动力(专利文献1、2)。在专利文献1中，公开了一种保护装置，由于风车的转速与交流发电机的输出频率成比例，因此通过检测交流发电机的输出频率来监测风车的转速，当超过规定的输出频率时，关闭开闭器而使交流发电机的输出短路。为了防止开闭器频繁开闭，使用了定时器。在专利文献1的机构中，一旦开闭器关闭，直到定时器经过规定时间，开闭器会始终关闭。因此，在开闭器关闭时，交流发电机会产生制动力矩的急剧变化，给交流发电机以及风车带来较大的机械应力。在专利文献2中，具备检测交流发电机的转速的转速检测单元、和在交流发电机的输出电流的整流后根据配置的开关元件的通断切换定时来改变直流功率的大小的功率转换电路，在转速过高时，通过逐渐提高导通率直至开关元件成为始终接通的状态，从而增大来自交流发电机的输出电流，在交流发电机中产生制动力矩。在专利文献2的方式中，由于使交流发电机的输出电流随时间增大，因此流过交流发电机的电流不会产生急剧的变化，因此能不施加机械应力地对风车进行制动。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-199473号公报专利文献2：日本特开2007-189770号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题专利文献2的装置的特征在于，通过使交流发电机的输出电流随时间增大，而不会产生急剧的制动力矩，但即使将开关元件的导通率设为100％，也达不到短路时的电流，因此在转速超过可控范围甚至进一步变大的情况下，切换成了由开闭器来进行的短路制动。因此，专利文献2的电流增大方式被视为由开闭器来实现的输出短路方式的补充方案。此外，专利文献2那样的发电输出的功率转换电路及其控制电路需要驱动电源，因此在驱动电源失效的情况下无法工作，无法产生制动力矩。此外，难以缓急自如且精细地控制对交流发电机即风车施加制动力矩的方法。鉴于以上的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于对风力发电装置等的交流发电机产生制动力矩的制动装置，其中，该制动装置能缓急自如地控制对交流发电机的制动力矩且在控制部驱动电源失效的情况下也能正常发挥功能。用于解决问题的方案为了实现上述目的，本专利技术提供以下的构成。需要说明的是，括号内的附图标记为后述的附图中的附图标记，是标注出来供参考的附图标记。本专利技术的交流发电机制动装置的一个实施方式的特征在于，具有：三端双向开关(TR)，其第一端(T1)连接于交流发电机的一对输电线的一方，第二端(T2)连接于一对输电线的另一方；第一开关部(Q1、Q2)，插入连接于并联在所述三端双向开关(TR)的门极(TG)与第二端(T2)之间的电流路径上；以及第二开关部(Q3)，可切换所述第一开关部(Q1、Q2)的可接通状态和断开状态，在通过所述第二开关部(Q3)使所述第一开关部(Q1、Q2)成为可接通状态时，当线间电压的绝对值大于规定值时，则以线间电压来作为驱动电源，该第一开关部(Q1、Q2)接通且触发电流根据线间电压的极性而通过所述电流路径流向所述门极(TG)，由此，所述三端双向开关(TR)接通，短路电流通过该三端双向开关(TR)流向输电线间。在上述实施方式中，所述第一开关部(Q1、Q2)能在所述第二开关部(Q3)断开时成为可接通状态，该第一开关部(Q1、Q2)能在该第二开关部(Q3)接通时成为断开状态。在上述实施方式中，所述第二开关部(Q3)能由其他的驱动电源驱动，并在该其他的驱动电源失效时断开。在上述实施方式中，可以由通过反向串联而插入至所述电流路径上的具备控制端(G)的第一和第二开关元件(Q1、Q2)构成所述第一开关部(Q1、Q2)，并使第一开关元件(Q1)的一端(D1)连接于所述三端双向开关(TR)的门极(TG)侧，并且使第二开关元件(Q2)的一端(D2)连接于所述三端双向开关(TR)的第二端(T2)侧，使所述第一和第二开关元件(Q1、Q2)的另一端(S)彼此通过第一公共连接点(P1)连接，使该第一和第二开关元件(Q1、Q2)的控制端(G)彼此通过第二公共连接点(P2)连接，并且，使所述第二开关部(Q3)的一端连接于所述第一公共连接点(P1)，并且使另一端连接于所述第二公共连接点(P2)。在上述实施方式中，可以具有检测所述交流发电机的转速的转速检测部(2)，并基于由所述转速检测部(2)检测到的转速来进行由所述第二开关部(Q3)实现的所述第一开关部(Q1、Q2)的状态切换。本专利技术的交流发电机制动装置的另一实施方式的特征在于，具有：三端双向开关(TR)，其第一端(T1)连接于交流发电机的一对输电线的一方，第二端(T2)连接于一对输电线的另一方；开关部(Q11)，插入连接于并联在所述三端双向开关(TR)的门极(TG)与第二端(T2)之间的电流路径上；以及控制部(cs)，可切换所述开关部(Q11)的接通状态和断开状态，在通过所述控制部(cs)使所述开关部成为接通状态时，触发电流根据线间电压的极性而通过所述电流路径流向所述门极(TG)，由此，所述三端双向开关(TR)接通，短路电流通过该三端双向开关(TR)流向输电线间。在上述另一实施方式中，所述开关部(Q11)为光MOS继电器。在上述另一实施方式中，可以具有检测所述交流发电机的转速的转速检测部(2)，并基于由所述转速检测部(2)检测到的转速来进行由所述控制部(cs)实现的所述开关部(Q11)的状态切换。在本专利技术的交流发电机制动装置的又另一实施方式中，所述交流发电机制动装置为上述任一实施方式的制动装置，所述交流发电机为输出三相交流的交流发电机并设置于三个输电线的各线间。在本专利技术的交流发电机制动装置的又另一实施方式中，在上述任一实施方式中，所述交流发电机为风力发电装置中的交流发电机。在本专利技术的交流发电机制动装置的又另一实施方式中，在上述任一实施方式中，所述交流发电机为永磁同步发电机。专利技术效果本专利技术的制动装置使短路电流通过连接于交流发电机的输电线间的三端双向开关而流动，对交流发电机施加制动。由于能根据控制信号来自如地控制三端双向开关的通断状态，因此能缓急自如地进行制动动作。此外，无论交流的线间电压的极性是正是负，本专利技术的制动装置都能进行工作。本专利技术的制动装置中的制动动作的实际工作部构成为能以线间电压来作为驱动电源，即能利用交流发电机的功率来进行工作，在控制部功能失效的情况下也会自动起动。因此，具备在控制部产生异常时也能正常进行制动动作的失效保护功能。附图说明图1为表示本专利技术的第一实施方式的构成例的图。图2的(a)～(h)为示意性地表示图1所示的制动装置工作时的各处电压、电流或状态的经时变化的一例的图。图3为表示图1所示的短路制动部中的触发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流发电机制动装置，其特征在于，具有：三端双向开关(TR)，其第一端(T1)连接于交流发电机的一对输电线的一方，第二端(T2)连接于一对输电线的另一方；第一开关部(Q1、Q2)，插入连接于并联在所述三端双向开关(TR)的门极(TG)与第二端(T2)之间的电流路径上；以及第二开关部(Q3)，可切换所述第一开关部(Q1、Q2)的可接通状态和断开状态，在通过所述第二开关部(Q3)使所述第一开关部(Q1、Q2)成为可接通状态时，当线间电压的绝对值大于规定值时，则以线间电压来作为驱动电源，该第一开关部(Q1、Q2)接通且触发电流根据线间电压的极性而通过所述电流路径流向所述门极(TG)，由此，所述三端双向开关(TR)接通，短路电流通过该三端双向开关(TR)流向输电线间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.22 JP 2016-0565811.一种交流发电机制动装置，其特征在于，具有：三端双向开关(TR)，其第一端(T1)连接于交流发电机的一对输电线的一方，第二端(T2)连接于一对输电线的另一方；第一开关部(Q1、Q2)，插入连接于并联在所述三端双向开关(TR)的门极(TG)与第二端(T2)之间的电流路径上；以及第二开关部(Q3)，可切换所述第一开关部(Q1、Q2)的可接通状态和断开状态，在通过所述第二开关部(Q3)使所述第一开关部(Q1、Q2)成为可接通状态时，当线间电压的绝对值大于规定值时，则以线间电压来作为驱动电源，该第一开关部(Q1、Q2)接通且触发电流根据线间电压的极性而通过所述电流路径流向所述门极(TG)，由此，所述三端双向开关(TR)接通，短路电流通过该三端双向开关(TR)流向输电线间。2.根据权利要求1所述的交流发电机制动装置，其特征在于，在所述第二开关部(Q3)断开时所述第一开关部(Q1、Q2)成为可接通状态，在该第二开关部(Q3)接通时该第一开关部(Q1、Q2)成为断开状态。3.根据权利要求2所述的交流发电机制动装置，其特征在于，所述第二开关部(Q3)由其他的驱动电源来驱动，并在该其他的驱动电源失效时断开。4.根据权利要求1至3中任一项所述的交流发电机制动装置，其特征在于，所述第一开关部(Q1、Q2)由通过反向串联而插入至所述电流路径上的具备控制端(G)的第一和第二开关元件(Q1、Q2)构成，第一开关元件(Q1)的一端(D1)连接于所述三端双向开关(TR)的门极(TG)侧，并且第二开关元件(Q2)的一端(D2)连接于所述三端双向开关(TR)的第二端(T2)侧，所述第一和第二开关元件(Q1、Q2)的另一端(S)彼此通过第一公共连接点(P1)连接，该第一和第二开关元件(Q1、Q2)的控制端(G)彼此...

【专利技术属性】
技术研发人员：羽田正二，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP