中壓風(fēng)電變流器的功率電路設(shè)計.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電目前呈現(xiàn)出單機(jī)功率不斷增大、由陸地向海上發(fā)展的趨勢，大功率海上風(fēng)力發(fā)電成為世界各國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)爭先研究和發(fā)展的重點(diǎn)。變流器是風(fēng)電系統(tǒng)的重要組成部分，在中壓大功率風(fēng)電變流器的設(shè)計中，為了結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便，變流器功率電路的設(shè)計通常采用功率模塊的結(jié)構(gòu)形式，功率模塊的設(shè)計水平，直接決定了變流器性能的好壞。目前，在風(fēng)電交流器控制策略方面的研究已經(jīng)相對成熟，而有關(guān)海上用中壓大功率風(fēng)電變流器的主電路和功率電路的工程化設(shè)計方面還比較欠缺，尤其是在

2、散熱以及疊層母排方面，因此本文結(jié)合中壓變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略，對功率電路的散熱和疊層母排設(shè)計開展了研究工作。
　　首先從多電平變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略以及功率電路的散熱設(shè)計和母排設(shè)計幾個方面對中壓大功率風(fēng)電變流器的發(fā)展現(xiàn)狀做了闡述。
　　接著分析了NPC三電平變流器的工作原理和機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器采用的控制策略;對3MW中壓風(fēng)電變流器主電路的關(guān)鍵部件進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計，通過Matlab/Simulink仿真，驗證了控制策略以及設(shè)計

3、參數(shù)的選取是合理的。
　　針對中壓風(fēng)電變流器功率電路的水冷散熱設(shè)計，在分析了功率器件的損耗計算方法以及功率器件內(nèi)部熱源與外界環(huán)境之間的熱流路徑的基礎(chǔ)上，設(shè)計了兩種流道結(jié)構(gòu)的水冷散熱器，并用Icepak對兩種設(shè)計方案的散熱性能進(jìn)行了仿真驗真和性能對比。通過小功率變流器的熱仿真與溫升實驗間接驗證了大功率變流器散熱設(shè)計方法的正確性。
　　在疊層母排設(shè)計方面，分析了疊層母排的低雜散電感特性以及影響母排雜散電感大小的因素，總結(jié)了考慮死