大功率高频永磁发电系统变流装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种大功率高频永磁发电系统变流装置，包括机侧接触器、整流滤波单元、RC并联电路、逆变器、正弦滤波单元、切换开关单元、交流滤波器、第二网侧接触器、变压器和第一网侧接触器。具有以下优点：(1)通过交流预充电设计，能够降低整个电路的发热功耗，延长电容等器件的使用寿命。(2)本申请实现高频发电变流并网运行控制；通过调节整流滤波单元的导通状态，能够使变流装置自动跟随调整发电机转速，进行恒转矩控制；通过调节整流滤波单元的触发频率，能够提高发电机的发电功率因数，减小发电机侧高次谐波，降低发电机自耗。降低发电机自耗。降低发电机自耗。

【技术实现步骤摘要】
大功率高频永磁发电系统变流装置


[0001]本技术涉及一种变流装置，具体涉及一种大功率高频永磁发电系统变流装置。

技术介绍

[0002]在余热利用发电领域，余热发电装置安装可用空间小，一般的余热发电装置选用的膨胀发电机为恒转速发电机，当热源供应量大幅度降低时，恒转速膨胀发电机的发电效率很低，造成余热利用的浪费。为提高余热发电装置的热电效率，可以采用高频变转速发电机，高频变转速发电机输出的高频电，需要通过变流装置转换成工频电，再并网送出。现有的变流装置，具有发热功耗高等问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种大功率高频永磁发电系统变流装置，可有效解决上述问题。
[0004]本技术采用的技术方案如下：
[0005]本技术提供一种大功率高频永磁发电系统变流装置，包括机侧接触器(QK3)、整流滤波单元、RC并联电路、逆变器、正弦滤波单元、切换开关单元、交流滤波器、第二网侧接触器(QK2)、变压器和第一网侧接触器(QK1)；
[0006]在发电机和所述整流滤波单元之间，串联安装所述机侧接触器(QK3)；所述整流滤波单元并联安装所述RC并联电路；所述RC并联电路并联安装所述逆变器；所述逆变器和电网之间，依次串联安装所述正弦滤波单元、所述切换开关单元、所述交流滤波器、所述第二网侧接触器(QK2)、所述变压器和所述第一网侧接触器(QK1)。
[0007]优选的，所述切换开关单元包括第一交流接触器(KM1)、第二交流接触器(KM2)和限流电阻；
[0008]所述第一交流接触器(KM1)和所述第二交流接触器(KM2)并联安装，所述限流电阻和所述第一交流接触器(KM1)串联安装。
[0009]优选的，所述限流电阻包括多个串联的电阻。
[0010]优选的，所述整流滤波单元并联安装耗能电路。
[0011]优选的，所述RC并联电路包括电容以及与所述电容并联的多个电阻。
[0012]本技术提供的大功率高频永磁发电系统变流装置具有以下优点：
[0013](1)通过交流预充电设计，能够降低整个电路的发热功耗，延长电容等器件的使用寿命。
[0014](2)本申请实现高频发电变流并网运行控制；通过调节整流滤波单元的导通状态，能够使变流装置自动跟随调整发电机转速，进行恒转矩控制；通过调节整流滤波单元的触发频率，能够提高发电机的发电功率因数，减小发电机侧高次谐波，降低发电机自耗。
附图说明
[0015]图1为本技术提供的大功率高频永磁发电系统变流装置的结构示意图。
具体实施方式
[0016]为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0017]本技术提供一种大功率高频永磁发电系统变流装置，参考图1，包括机侧接触器QK3、整流滤波单元、RC并联电路、逆变器、正弦滤波单元、切换开关单元、交流滤波器、第二网侧接触器QK2、变压器和第一网侧接触器QK1；
[0018]在发电机G和所述整流滤波单元之间，串联安装所述机侧接触器QK3；所述整流滤波单元并联安装所述RC并联电路；本申请中，RC并联电路包括电容以及与所述电容并联的电阻，在图中，RC并联电路包括第四电阻R4以及与第四电阻R4并联的电容C1,
…
,Ci；
[0019]所述RC并联电路并联安装所述逆变器；所述逆变器和电网之间，依次串联安装所述正弦滤波单元、所述切换开关单元、所述交流滤波器、所述第二网侧接触器QK2、所述变压器和所述第一网侧接触器QK1。其中，所述切换开关单元包括第一交流接触器KM1、第二交流接触器KM2和限流电阻；所述第一交流接触器KM1和所述第二交流接触器KM2并联安装，所述限流电阻和所述第一交流接触器KM1串联安装。实际应用中，限流电阻包括多个串联的电阻，在图1中，为电阻R1、电阻R2、电阻R3串联。另外，整流滤波单元并联安装耗能电路，耗能电路包括串联的两个IGBT电路，其中一个IGBT电路并联安装制动电阻R5。
[0020]本技术提供一种大功率高频永磁发电系统变流装置，其工作原理为：
[0021](一)交流预充电步骤
[0022]变流装置工作时，首先闭合第一网侧接触器QK1，再闭合第二网侧接触器QK2，网侧电压经过变压器调压和交流滤波器EMI滤波后，进入交流预充电电路，即：充电初始阶段，闭合第一交流接触器KM1，断开第二交流接触器KM2，此时交流电通过限流电阻限流后，流入正弦滤波单元进行滤波，再经过逆变器逆变为直流电后，流入RC并联电路，对RC并联电路中的多个电容充电，由于限流电阻的限流作用，可对RC并联电路中的多个电容平缓充电，在图1中，对电容C1～Ci平缓充电。当接近充电结束时，由于此时RC并联电路中的多个电容的电压提升较高，再断开第一交流接触器KM1，打开第二交流接触器KM2，采用较大的电流对RC并联电路中的多个电容充电，提高充电效率。
[0023]本步骤中，进行交流预充电的作用为：在初始时，RC并联电路中的电容端电压低，如果直接采用发电机并网发电过程，发电机发出的电能会对RC并联电路中的电容进行快速充电，电流较大，会导致电路发热量大，降低电容的使用寿命。因此，本申请设计预充电，先缓慢对电容进行预充电，待充电到设计值后，再进行后续的发电机并网发电，降低整个电路的发热功耗，延长电容的使用寿命。
[0024](二)发电机并网发电过程
[0025]在交流预充电完毕后，闭合机侧接触器QK3，第二网侧接触器QK2和第一网侧接触器QK1，第二交流接触器KM2维持闭合状态，第一交流接触器KM1维持断开状态；
[0026]发电机采用永磁同步发电机，发电机随后启动，发电机发出的交流电能经整流滤
波单元IGBT(T7
‑
T12)整流为直流电后进入直流单元，即RC并联电路，RC并联电路对直流电进行滤波和储能；具体的，由于发电机发出的交流电的电压是变化的，通过RC并联电路的滤波和储能作用，使进入到逆变器T1
‑
T6的电能稳定。当直流电压达到设定值后，电能经过逆变器T1
‑
T6逆变为交流电，为工频电能；交流电通过正弦滤波单元滤波、交流滤波器滤波，最后经变压器调整到网测电压后回馈到电网。
[0027]在以上步骤中，通过调整整流滤波单元IGBT的触发频率，可有效提高机侧功率因数，降低机侧高次谐波；逆变器串联的正弦滤波单元可有效降低网侧谐波，满足并网要求。由于变流装置的机侧功率因数提高，不需附加RC回路，降低了机侧发电回路的消耗。
[0028](三)电网失电或并网变流器故障时的处理
[0029]在电网失电或并网变流器故障的情况下，变流装置无法向电网回馈功率，而发电机的输入功率无法立即降低到零，在发电机减载的过程中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率高频永磁发电系统变流装置，其特征在于，包括机侧接触器(QK3)、整流滤波单元、RC并联电路、逆变器、正弦滤波单元、切换开关单元、交流滤波器、第二网侧接触器(QK2)、变压器和第一网侧接触器(QK1)；在发电机和所述整流滤波单元之间，串联安装所述机侧接触器(QK3)；所述整流滤波单元并联安装所述RC并联电路；所述RC并联电路并联安装所述逆变器；所述逆变器和电网之间，依次串联安装所述正弦滤波单元、所述切换开关单元、所述交流滤波器、所述第二网侧接触器(QK2)、所述变压器和所述第一网侧接触器(QK1)。2.根据权利要求1所述的大功率高频永磁发电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋本帅，郭建国，丁振东，周佳，石磊，巩西县，
申请(专利权)人：浙江博旭新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：