变流器的加热除湿回路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种变流器的加热除湿回路，包括控制器回路、功率模块回路和提供电源的供电回路，以及分别与控制器回路和功率模块回路连接的控制器加热电阻和功率模块加热电阻；控制器加热电阻设置在变流器内部的控制器周围，对控制器进行加热除湿，控制器回路连接并控制控制器工作；功率模块加热电阻设置在变流器内部的功率模组散热器上，控制器通过温度传感器发出的信号连接控制功率模块回路，对功率模块散热器进行加热除湿，功率模块回路连接并控制功率模块工作。本发明专利技术的极大地减少控制器和功率模块损坏的风险，更加方便和直接，加热效率高，加热过程智能化，减少并合理利用启机时间，避免浪费风力发电机组的发电量，增加风力发电机组发电效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风力发电的
，尤其是涉及一种变流器的加热除湿回路及其控制方法。
技术介绍
现在主流的风力发电机组变流器功率模块所使用的电力电子器件为IGBT模块，IGBT模块内部核心部件是IGBT芯片，其封装在硅胶内部，用以解决芯片绝缘问题。但IGBT芯片对温度比较敏感，在运行过程中需处于比较适宜的温度环境中，如果温度较高或较低，就存在着损坏的风险。在现有风力发电机组中，低温和高湿是常见的环境类型，为解决在高湿或低温环境、特别是长时间停机或待机状态下启动风机，功率模块因为受潮或低温而造成损坏的情况，现有的解决方案最多是对功率模块所在的空间增加机械式温度和湿度控制器，并控制在同一区域内的加热器工作。在低温或高湿的环境中是加热器带电加热，并为同一区域内空气及功率模块加热，降低相对湿度。但是这种方式具有一下局限性和不足：对于功率模块因为受潮并且在长时间停电或待机的状态下而损坏的情况，分析其主要是由于长期处于较低温度未运行状态，封装严密的IGBT模块在与散热器的接触面缝隙中有湿气进入，再经过多日的昼夜温差变化，在缝隙内部形成凝露并与硅胶融合，造成IGBT模块内部绝缘性能下降，造成损坏。普通的加热器加热，会使IGBT模块周围环境的温度迅速升高而相对湿度迅速降低，然而IGBT模块内部温度并没有迅速增高，与硅胶融合的凝露未排除甚至还处于液态，环境湿度已降低到很低状态，从而停止加热，事实状态是其并未解决IGBT模块内部凝露的问题，而损坏危险依然存在。另外功率模块在低温情况下长时间停电或待机而损坏也有同样的情况，加热器只对IGBT模块的环境和模块外表进行加热，IGBT模块只有外壳温度增加，其在硅胶包围的内部芯片温度依然处于较低温度，启机同样存在损坏危险。再有，若去掉温湿度的机械开关，改为时间继电器定时长的长期加热，虽然靠时间的积累，可以将IGBT模块内部水分蒸发并提高温度，但这样会增加启机时间，降低风力发电机组的发电量，特别是在湿度并不高、温度并不低的季节或者只进行短期断电网电源的维护，都需要同等的加热时间，更是损失了大量的发电量。
技术实现思路
本专利技术为解决了现有的技术问题，而提供一种适合在高湿和低温环境中，风力发电机组长时间停电或待机状态下，功率模块具有受潮和低温启动损坏情况的变流器的加热除湿回路及其控制方法。本专利技术为解决现有技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：本专利技术的变流器的加热除湿回路，包括控制器回路、功率模块回路和提供电源的供电回路，以及分别与控制器回路和功率模块回路连接的控制器加热电阻和功率模块加热电阻；控制器加热电阻设置在变流器内部的控制器周围，控制器回路控制控制器加热电阻对控制器进行加热除湿，控制器回路连接并控制控制器工作；功率模块加热电阻设置在变流器内部的功率模组散热器上，控制器通过温度传感器发出的信号连接控制功率模块回路，功率模块回路控制功率模块加热电阻对功率模块散热器进行加热除湿，功率模块回路连接并控制功率模块工作。所述的控制器回路包括并联连接的第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关，以及第一接触器和第二接触器；所述的第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关均包括第一触点、第二触点和第三触点；第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关的第一触点均与第一接触器连接，第一接触器连接控制器加热电阻；第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关的第二触点均与第二接触器连接，第二接触器的第一触头端接入控制器的供电支路中，第二接触器的第二触头端与第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关并联连接；第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关的第三触点与第一接触器和第二接触器接入供电回路。所述的第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关设置在控制器周围，第一机械式湿度开关的湿度变化点为80%，第二机械式温度开关的温度变化点为零下15摄氏度。所述的功率模块回路包括中间继电器、第三接触器、第四接触器；所述的中间继电器与控制器连接并接入控制器的供电支路中，中间继电器的触头端包括动触点、第一定触点和第二定触点；第一定触点连接第三接触器，第三接触器连接功率模块加热电阻；第二定触点连接第四接触器，第四接触器的第一触头端接入功率模块的供电支路中，第四接触器的第二触头端并联在中间继电器的动触点和第二定触点间；动触点与第三接触器和第四接触器接入供电回路。所述的控制器回路和功率模块回路与供电回路的L端间分别设有保护开关，一种变流器的加热除湿控制方法，包括以下步骤步骤一，当电网电源断电或变流器停机时，控制器计时；步骤二，判断控制器周围的湿度是否高于湿度临界值，温度是否低于温度临界值；若是，启动第一接触器，使控制器加热电阻对控制器进行加热除湿，直至控制器周围的湿度低于湿度临界值，温度高于温度临界值；若否，进行下一步；步骤三，电网和控制器再次上电，或风机向控制器发送启机信号，记录时间，计算停机时长，并向中间继电器发送信号0；步骤四，判断功率模块的环境温度是否低于启动温度临界值；若是，根据环境温度确定加热固定时长，启动第三接触器，使功率模块加热电阻对功率模块进行固定时长的加热，直至环境温度高于启动临界值；若否，进行下一步；步骤五，根据停机时长，启动第三接触器，使功率模块加热电阻对功率模块进行相应时长的加热除湿，使功率模块的环境湿度高于启动湿度临界值；步骤六，结束对功率模块的加热，并向中间继电器发送信号1，变流器正常工作。所述的步骤二中，第一机械式湿度开关检测控制器周围的湿度，第二机械式温度开关检测控制器周围的温度。所述的步骤二中，湿度临界值为80%，温度临界值为零下15摄氏度。所述的步骤五中，先判断停机时长是否小于10分钟，若是，进入步骤六；若否，判断停机时长是否小于2小时，若是，加热10分钟；若否，判断停机时长是否小于5小时，若是，加热30分钟，若否，加热1小时。本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术的变流器在高湿或低温环境中，且长时间停电或待机状态下，利用控制器控制加热除湿回路，在安全的前提下，对控制器和功率模块进行加热除湿，主动控制控制器和功率模块的温度，并在最适合的温度下启动，极大地减少控制器和功率模块损坏的风险，更加方便和直接，加热效率高，加热过程智能化，减少并合理利用启机时间，避免浪费风力发电机组的发电量，增加风力发电机组发电效率。附图说明图1是本专利技术的电路示意图；图2是本专利技术的流程示意图；图3是本专利技术步骤五的流程示意图。其中：C：控制器Rt：温度传感器ST1：第一机械式湿度开关ST2：第二机械式温度开关KM1：第一接触器KM2：第二接触器KM3：第三接触器KM4：第四接触器K：中间继电器。具体实施方式以下参照附图及实施例对本专利技术进行详细的说明。如图1所示，本专利技术的变流器的加热除湿控制回路，包括控制器回路、功率模块回路和提供电源的供电回路，以及分别与控制器回路和功率模块回路连接的控制器加热电阻和功率模块加热电阻；控制器加热电阻设置在变流器内部的控制器C周围，控制器回路控制控制器加热电阻对控制器进行加热除湿，控制器回路连接并控制控制器工作；功率模块加热电阻设置在变流器内部的功率模组散热器上，控制器通过温度传感器Rt发出的信号连接控制功率模块回路，功率模块回路控制功率模块加热电阻对功率模块散热器进行加热除湿，功率模块回路连接并控制功率模块工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变流器的加热除湿回路，其特征在于：包括控制器回路、功率模块回路和提供电源的供电回路，以及分别与控制器回路和功率模块回路连接的控制器加热电阻和功率模块加热电阻；控制器加热电阻设置在变流器内部的控制器周围，控制器回路控制控制器加热电阻对控制器进行加热除湿，控制器回路连接并控制控制器工作；功率模块加热电阻设置在变流器内部的功率模组散热器上，控制器通过温度传感器发出的信号连接控制功率模块回路，功率模块回路控制功率模块加热电阻对功率模块散热器进行加热除湿，功率模块回路连接并控制功率模块工作。

【技术特征摘要】
1.一种变流器的加热除湿回路，其特征在于：包括控制器回路、功率模块回路和提供电源的供电回路，以及分别与控制器回路和功率模块回路连接的控制器加热电阻和功率模块加热电阻；控制器加热电阻设置在变流器内部的控制器周围，控制器回路控制控制器加热电阻对控制器进行加热除湿，控制器回路连接并控制控制器工作；功率模块加热电阻设置在变流器内部的功率模组散热器上，控制器通过温度传感器发出的信号连接控制功率模块回路，功率模块回路控制功率模块加热电阻对功率模块散热器进行加热除湿，功率模块回路连接并控制功率模块工作。2.根据权利要求1所述的变流器的加热除湿回路，其特征在于：所述的控制器回路包括并联连接的第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关，以及第一接触器和第二接触器；所述的第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关均包括第一触点、第二触点和第三触点；第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关的第一触点均与第一接触器连接，第一接触器连接控制器加热电阻；第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关的第二触点均与第二接触器连接，第二接触器的第一触头端接入控制器的供电支路中，第二接触器的第二触头端与第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关并联连接；第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关的第三触点与第一接触器和第二接触器接入供电回路。3.根据权利要求2所述的变流器的加热除湿回路，其特征在于：所述的第一机械式湿度开关和第二机械式温度开关设置在控制器周围，第一机械式湿度开关的湿度变化点为80%，第二机械式温度开关的温度变化点为零下15摄氏度。4.根据权利要求1所述的变流器的加热除湿回路，其特征在于：所述的功率模块回路包括中间继电器、第三接触器、第四接触器；所述的中间继电器与控制器连接并接入控制器的供电支路中，中间继电器的触头端包括动触点、第一定触点和第二定触点；第一定触点连接第三接触器，第三接触器连接功率模块加热电阻；第二定触点连接第四接触器，第四接触器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐耀，佘丽萍，
申请(专利权)人：天津瑞能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12