变流器回馈装置设计哪些模块

⑴ 思考:变流器机侧IGBT模块容量为何比网侧IGBT模块容量大许多

应该是变速机测的电流有较大起伏有关的，所以一般会选择一个比较大电流大电压的IGBT

⑵ 风电变流器的系统构成

变流器由主电路系统、配电系统以及控制系统构成。包括定子并网开关、整流模块、逆变模块、输入/输出滤波器、IGBT、PLC、JCE1000-AXS电流传感器、风机、有源Crowbar电路、控制器、监控界面等部件。
变流器主回路系统包含如下几个基本单元：
转子侧逆变器、直流母线单元、电网侧整流器。
原理图如下：
配电系统由并网接触器、主断路器、继电器、变压器等组成，自身集成有并网控制系统，用户无须再配置并网柜，提高了系统集成度，节约了机舱空间，柜中还可提供现场调试的220V电源。
控制系统由高速数字信号处理器（DSP）、人机操作界面和可编程逻辑控制器（PLC）共同构成。整个控制系统配备不间断电源（UPS），便于电压跌落时系统具有不间断运行能力。
上述各功能分配到控制柜、功率柜、并网柜中：
控制柜：控制柜主要对采集回的各种模拟数字信号进行分析,发出控制指令,控制变流器的运行状态
控制柜主要由主控箱、PLC、滤波器、电源模块等组成。
功率柜：主要负责转子滑差能量的传递。
功率柜主要由功率模块、IGBT、PLC、JCE1005-FS电流传感器、风机、有源Crowbar等构成。
并网柜：主要用于变流器与发电机系统和电网连接控制、一些控制信号的采集以及二次回路的配置。
并网柜主要由断路器、接触器、信号采集元件、UPS、加热器、信号接口部分等构成。
变流器控制结构框图如下：

⑶ 高压变频器的工作原理过程

一、高压变频器的基本构成：
1、高压变频器的构成：
内部是由十八个相同的单元模块构成，每六个模块为一组，分别对应高压回路的三相，单元供电由移相切分变压器进行供电。（原理图）
2、功率单元构成：
功率单元是一种单相桥式变换器，由输入切分变压器的副边绕组供电。经整流、滤波后由4个IGBT以PWM方法进行控制，产生设定的频率波形。变频器中所有的功率单元，电路的拓扑结构相同，实行模块化的设计。其控制通过光纤发送。
来自主控制器的控制光信号，经光/电转换，送到控制信号处理器，由控制电路处理器接收到相应的指令后，发出相应设的IGBT的驱动信号，驱动电路接到相应的驱动信号后，发出相应的驱动电压送到IGBT控制极，操作IGBT关断和开通，输出相应波形。功率单元中的状态信息将被收集到应答信号电路中进行处理，集中后经电/光转换器变换，以光信号向主控制器发送。
二、高压变频器运行原理：
高压变频器的每个功率单元相当于一个三电平的二相输出的低压变频器，通过叠加成为高压三相交流电，变频器中点与电动机中性点不连接，变频器输出实际上为线电压，由A相和B相输出电压产生的UAB输出线电压可达6000V，为25阶梯波。如下图所示，为输出的线电压和相电压的阶梯波形，UAB不仅具有正弦波形而且台阶数也成倍增加，因而谐波成分及dV/dt均较小。
三、多电平单元串联叠加高压变频器在运行后，将输入的工频的三相高压交流电转化为可以进行频率可调节的三相交流电，其电压和频率按照V/F的设定进行相应的调节，保持电机在不同的频率下运行，而定子磁心中的主磁通保持在额定水准，提高电机的转换效率。
在变频器输入侧，由于变频器多个副边绕组的均匀位移，如6KV输出时共有+250、+150、+50、-50、-150、-250共6种绕组，变频器原边电流中对应的电流成分也相互均匀位移，构成等效36脉动整流线路，变流转换产生的谐波都相互抵消，湮灭。工作时的功率因数达0.95以上，不需要附加电源滤波器或功率因数补偿装置，也不会与现有的补偿电容装置发生谐振，对同一电网上运行的电气设备没有任何干扰。
四、高压变频器的性能特点：
1、应用范围：
调速范转宽，可以从零转速到工频转速的范围内进行平滑调节。
在大电机上能实现小电流的软启动，启动时间和启动的方式可以根据现场工况进行调整。
频率的调整是根据电机在低频下的压频比系数进行电压和频率的输出，在低转速下，电机不仅是发热量低，而且输入电压低，将使电机绝缘老化速度降低。
2、技术新颖
串联多重化叠加技术的应用实现了真正意义的高-高电力变换，无需降压升压变换，降低了装置的损耗，提高了可靠性，解决了高压电力变换的困难。串联多重化叠加技术的应用还为实现纯正弦波、消除电网谐波污染开辟了崭新的途径。
移相变压器

移相变压器是单元串联型多电平高压大功率变频器中的关键部件之一。

用低压电力电子元件做高压变频器通常有两种方法：一是用低压元件直接串联，另一种方法是用独立的功率单元串联，称为单元串联型多电平高压大功率变频器。后者因为比前者有更多的优点而成为高压大功率变频器的主流。

以6kV变频器为例：

它的每相由6个独立的、额定电压为Ve=577V（峰值为816V）的低压功率单元串联而成，输出相电压为3464V线电压可达6000V左右。每个功率单元承受全部输出电流但只提供1/6相电压和1/18的输出功率。

每个功率单元分别由变压器的一组二次绕组供电，功率单元之间以及变压器二次绕组之间相互绝缘。

很明显移相变压器在该变频器中起了两个关键的作用：一是电气隔离作用才能使各个变频功率单元相互独立从而实现电压迭加串联，二是移相接法可以有效地消除35次以下的谐波。（理论上可以消除6n-1次以下的谐波,
n为单元级数）

⑷ 模块化多电平变流器和级联h桥的区别

模块化多电平变流器采用子模块级联的连接方式，分为三个相单元，每个相单元分为上下两个桥臂，每个桥臂均由一个电感和N个子模块组成，子模块的结构大多采用半桥结构，也有采用全桥以及其他形式结构的，同时具有直流侧以及交流侧，该拓扑的优秀性能使其适用于柔性直流输电领域；而级联H桥各相仅有一个桥臂，桥臂组成也只有全桥结构的子模块，连接电感一侧接入电网，另一端与其他两相呈星型接法，级联H桥没有直流侧，无法接入直流电网，大多应用于无功补偿等场合。

⑸ 什么是PCS储能变流器

什么是PCS储能变流器

PCS储能变流器装置可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的转换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。其构成单元主要由DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。 同时PCS可通过CAN接口与BMS通讯、干接点传输等方式，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。

主要作用

是在并网条件下，储能系统根据微网监控指令进行恒功率或恒流控制，给电池充电或放电，同时平滑风电、太阳能等波动性电源的输出;微网条件下，储能系统作为主电源提供微网的电压和频率支撑(V/F控制),微网中负荷以此电压和频率为基准工作。PCS采用双闭环控制和SPWM脉冲调制方法，能够精确快速地调节输出电压、频率、有功和无功功率。

工作原理如下图所示

保护及其功能

1、过欠压保护。

2、过载保护。

3、过流保护。

4、短路保护。

5、过温保护。

6、电池极性反接保护。

7、具有孤岛检测能力。

8、实现对上级控制系统及能量交换机的通信功能。

9、并网运行充放电功能。

主要特点

1、充电、放电一体化设计，实现交流系统和直流系统的能量双向流动。

2、高效的矢量控制算法，实现有功、无功的解耦控制。

3、功率因数任意可调，在容量范围内可以全发无功，实现无功补偿。

4、支持并网运行、离网运行;并可以实现并网与离网的平滑无缝切换。

5、支持微网运行，可为微网提供稳定的电压和频率支撑。

6、主动式与被动式孤岛检测方法相结合。

7、完善的继电保护功能，有效防止逆变器的异常损坏。

8、支持多种储能电池，不同的型号仅控制器的软件不同。

9、多台PCS可实现多机并联运行，总输出功率不小于叠加总功率的95%。

10、支持交流侧短时短路运行模式。

11、支持自同期功能。

12、高可靠性机柜设计，满足不同运行区域需要。

13、主功率回路采用高可靠性功率模块。

14、10KW换流器单体之间相互独立

⑹ 变频器工作原理及控制过程

变频器工作原理

直流－>振荡电路－>变压器（隔离、变压）－>交流输出

方波信号发生器使直流以50Hz的频率突变，用正弦和准正弦的振荡器，波形类似于长城的垛口，一上一下的方波，突变量约为5V；再经过信号放大器使突变量扩大至12V左右；经变压器升压至220V输出。

将直流电转换成交流电有三种方法：

1、用直流电源带动直流电动机----机械传动到交流发电机发出交流电；这是一种最古老的方法，但现在仍有人在用，特点是成本低，易维护。目前在大功率转换中还在使用。

2、用振荡器（就是目前市场上的逆变器）；这是比较先进的方法，成本高，多用于小功率变换；

3、机械振子变换器，其原理就是让直流电流断断续续，通过变压器后就能在变压器的次级输出交流电，这是一种比较老的方法，

(6)变流器回馈装置设计哪些模块扩展阅读：

变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。

用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。

变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的

VVC的控制原理

在VVC中，控制电路用一个数学模型来计算电机负载变化时最佳的电机励磁，并对负载加以补偿。

此外集成于ASIC电路上的同步60°PWM方法决定了逆变器半导体器件（IGBTS）的最佳开关时间。

决定开关时间要遵循以下原则：

数值上最大的一相在1/6个周期（60°）内保持它的正电位或负电位不变。

其它两相按比例变化，使输出线电压保持正弦并达到所需的幅值

⑺ 能量回馈单元的工作原理

能量回馈复单元，全名为制“变频器专用专用型能量回馈单元”，是变频器专用型制动单元的一种，主要用于大惯量、拖动性的变频调速系统中，帮助电机将其减速过程中所产生的再生电能回馈到电网，同时协助系统实现快速制动功能。在变频调速系统中，当电机的负载是位能式负载如：油田抽油机、矿用提升机等；或大惯量负载如：风机、水泥制管、动平衡机等；以及轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等需要快速制动类负载时，电机都不可避免地存在发电过程，即电机转子在外力的拖动或负载自身转动惯量的维持下，使得电机的实际转速大于变频器输出的同步转速，电机所发出的电能将会储存在变频器的直流母线滤波电容中，如果不把这部分能量消耗掉，那么直流母线电压就会迅速升高，影响变频器的正常工作。能量回馈单元，通过自动检测变频器的直流母线电压，将变频器的直流环节的直流电压逆变成与电网电压同频同相的交流电压，经多重噪声滤波环节后连接到交流电网，从而达到能量回馈电网的目的，回馈到电网的电能达到发电能量的97%以上，有效节省电能。

⑻ 再生制动的应用

能量消耗型
这是在 [3] 变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制一个功率管的通断。在直流母线电压上升至700V左右时，功率管导通，将再生能量通入电阻，以热能的形式消耗掉，从而防止直流电压的上升。由于再生能量没能得到利用，因此属于能量消耗型。同为能量消耗型，它与直流制动的不同点是将能量消耗于电机之外的制动电阻上，电机不会过热，因而可以较频繁的工作。
并联直流母线吸收型
适用于多电机传动系统（如牵伸机），在这个系统中，每台电机均需一台变频器，多台变频器共用一个网侧变流器，所有的逆变部并接在一条共用直流母线上。这种系统中往往有一台或数台电机正常工作于制动状态，处于制动状态的电机被其它电动机拖动，产生再生能量，这些能量再通过并联直流母线被处于电动状态的电机所吸收。在不能完全吸收的情况下，则通过共用的制动电阻消耗掉。这里的再生能量部分被吸收利用，但没有回馈到电网中。
能量回馈型
能量回馈型的 [3] 变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时，可逆变流器将再生能量回馈给电网，使再生能量得到完全利用。但这种方法对电源的稳定性要求较高，一旦突然停电，将发生逆变颠覆。
再生制动可以用于所有电动机械中，而电动机械主要是旋转式，例如电动机，所以再生制动常见于电动机拖动的系统中，简称 [4] 电力拖动系统。

⑼ 风电变流器有什么用

风电变流器，是双馈风力发电机中，加在转子侧的励磁装置。其主要功能是在转子转速n变化时，通过变流器控制励磁的幅值、相位、频率等，使定子侧能向电网输入恒频电。包括功率模块、控制模块、并网模块。