电力电子技术与风力发电技术PPT课件.ppt

电力电子技术与风力发电;主要内容;1.电力电子元器件基本特性与应用;;PowerDiode结构和原理简单，工作可靠，自20世纪50年代初期就获得应用。

快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、高频整流和逆变，以及低压高频整流的场合，具有不可替代的地位。;1.3半控型器件--晶闸管;1.3半控型器件--晶闸管;;;;1.电力电子元器件基本特性与应用;;1.6P-MOSFET;1.7绝缘栅双极型晶体管;IGBT单管及模块;1.电力电子元器件基本特性与应用;1.电力电子元器件基本特性与应用;1.电力电子元器件基本特性与应用;

交流-直流(AC-DC)变换：RECTIFIER

直流-交流(DC-AC)变换：INVERTER

有源逆变----输出接至电网

无源逆变----输出接无源负载

交流-交流变换：CONVERTOR

AC-AC----交流调压或交-交变频

AC-DC-AC----电压型、电流型

直流-直流(DC-DC)变换：斩波调压;交流-直流(AC-DC)变换;直流-交流(DC-AC)变换;应用最广的是三相桥式逆变电路;交流-交流(AC-AC)变换;由三组输出电压相位各差120°的单相交交变频电路组成;(1)公共交流母线进线方式;

(2)输出星形联结方式

三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结

电动机中点不和变频器中点接在一起，电动机只引出三根线即可;;使电路具备再生反馈能力的方法：;整流和逆变均为全控型器件的

电压型交直交变流电路;直流-直流(DC-DC)变换;桥式可逆斩波电路

两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向和反向电压，可工作于四个象限。;PWM(PulseWidthModulation)脉宽调制技术；

通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效获得所需要的波形（含形状和幅值)。

PWM控制的思想源于通信的载波调制技术，全控型器件的发展使得实现PWM控制变得十分容易。

PWM技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。

PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。现在使用的各种逆变电路都采用了PWM技术。;2.2.1PWM控制的基本思想;b);;若要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。;2.2.2电流??环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术;电流滞环跟踪控制的A相原理图;2.滞环比较方式的指令电流和输出电流;4.跟踪控制的精度;2.2.3电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术;1.空间矢量的定义;1.空间矢量的定义;2.电压与磁链空间矢量的关系;3.磁场轨迹与电压空间矢量运动轨迹的关系;三相逆变器-异步电动机调速系统主电路原理图;开关状态表;（a）开关模式分析;（c）工作状态110的合成电压空间矢量;5.定子磁链矢量端点的运动轨迹;6.电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制;;第Ⅰ扇区内一段T0区间的开关序列与逆变器三相电压波形;SVPWM控制模式特点：

1.逆变器的一个工作周期分成6个扇区，每个扇区相当于常规六拍逆变器的一拍。

2.每次切换都只涉及一个功率开关器件。

3.每个小区间均以零电压矢量开始，又以零矢量结束。

4.利用电压空间矢量直接生成三相PWM波，计算简便。

5.采用SVPWM控制，逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般的SPWM逆变器输出电压提高15%。;直流电机的励磁电流与电枢电流分别可控，通过补偿绕组抵消电枢反映，则电磁转矩为;;异步电动机的坐标变换结构图

3/2——三相/两相变换;VR——同步旋转变换;

?——M轴与?轴（A轴）的夹角;?;设计控制器时省略后的部分;;3.1风力发电机组的内部结构;3.2风力机风能转换效率特性;最大功率输出

;3.3风力发电机组及其分类;按风轮转速分类：

定速型：

风轮保持一定转速运行，风能转换率较低，与恒速发电机对应；

变速型：

（1）双速型：可在两个设定转速运行，改善风能转换率，与双速发电机对应；

（2）连续变速型：在一段转速范围内连续可调，可捕捉最大风能功率，与变速发电机对应。;按风轮桨叶分类：

失速型：

高风速时，因桨叶形状或因叶尖处的扰流器动作，限制风力机的输出转矩与功率；

变桨型：

高风速时通过调整桨距角，限制输出转矩与功率。;

按传动机构分类：

齿轮箱升速型：

用齿轮