[发明专利]一种Crowbar电路

说明书

技术领域

本发明属于电力输送技术领域，具体涉及一种Crowbar电路。

背景技术

风力发电已经成为世界公认的绿色能源之一，各国都在大力建设风力发电项目，我国“十三五”风力发电每年新增装机容量均在10GW以上，市场容量巨大。在风力发电系统中，变流器起着风力发电系统的能量转换的作用，其性能直接影响风力发电系统的发电量，以及风力发电系统对电网的友好程度。

而随着风力发电系统装机容量的逐年攀升，风力发电系统正逐渐向着大容量等级发展，同时国家对风力发电系统的可靠性及电网适应性的要求也越来越高，近些年来，国家相继出台了低电压、高电压穿越标准，对风电机组的低电压、高电压穿越有了明确的要求。

风电变流器Crowbar电路就是解决低电压、高电压穿越的主要部件。常用的Crowbar电路如图1所示，用于设置在发电机转子侧装，为转子侧电路提供旁路。在检测到电网系统出现故障导致电压升高时，投入Crowbar电路将转子回路的旁路保护装置,将通过泄放电阻将电能消耗掉，从而达到限制通过发电机输出电流避免转子绕组过电压的目的，以此来维持风力发电系统中发电机组不脱网运行。

而随着风力发电机组单机容量的提升，现有的IGBT技术以不能很好的满足风电变流器Crowbar电路的使用，因为风电变流器Crowbar电路在触发时由于需要在较短的时间内泄放掉发电机产生的能量，此时的电流往往较大，电压比较高，造成Crowbar电路中的元器件容易被损坏，尤其是IGBT器件。并且安装在转子侧的Crowbar电路还要承受风电变流器开关时，风电变流器到发电机组之间由于电缆过长而产生反射电压等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Crowbar电路，用于解决现有技术中的Crowbar电路中元器件容易损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种Crowbar电路，包括整流部分和泄放部分；所述整流部分的直流侧连接泄放部分，交流侧用于连接发电机；所述泄放部分包括串联的开关单元和泄放元件；所述开关单元包括至少一个串联模块，所述串联模块由至少两个功率开关管串联而成。

进一步的，所述开关单元包括至少两个串联模块，每个串联模块包含相同数量的功率开关管，两个串联模块中的对应功率开关管相互并联。

进一步的，所述功率开关管为IGBT，所述串联模块为PrimPack封装形式的叠排串联IGBT。

进一步的，所述泄放元件并联有用于为Crowbar电路关断时产生的反向恢复电流形成通路的二极管。

进一步的，所述开关单元并联有一个RCD电路。

本发明的有益效果是：本发明所提供的技术方案，将Crowbar电路中的开关单元设置为由多功率开关串联成的串联模块，从而增加Crowbar电路的耐压能力，解决器件容易损坏的问题。

附图说明

图1为现有技术中Crowbar电路的原理图；

图2为实施例中Crowbar电路的原理图；

图3为实施例中IGBT单元的封装示意图；

图4为实施例中只增加Crowbar电路载流能力的原理图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种Crowbar电路，用于解决现有技术中的Crowbar电路中元器件容易损坏的问题，不仅适用于风力发电系统，也适用于其他的发电系统。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种Crowbar电路，包括整流部分和泄放部分；所述整流部分的直流侧连接泄放部分，交流侧用于连接发电机；所述泄放部分包括串联的开关单元和泄放元件；所述开关单元包括至少一个串联模块，所述串联模块由至少两个功率开关管串联而成。

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本实施例提供一种Crowbar电路，其结构如图2所示，包括整流部分和泄放部分。其中整流部分为采用六个二极管构成的桥式整流电路，该整流电路的交流侧连接发电机变流器转子侧，直流侧连接泄放部分。

泄放部分包括泄放电阻R和两个IGBT单元，每个IGBT单元包括两个串联的IGBT器件。两个IGBT器件之间并联，并联之后与泄放电阻R0串联，形成泄放电路，连接整流部分的直流侧，各IGBT器件的集电极连接整流部分直流侧的正极，发射机连接整流部分直流侧的负极。