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来自风力发电设计挑战 直面以对

2012-07-16 16:18
Minor昔年
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  Bradley Green 说:“在风机内,大功率 SONIC 二极管(快速恢复超软)主要设计用作与陶瓷封装 IGBT 配对的续流二极管。”

  英飞凌目前除了为风电市场提供 IGBT 产品外,还提供功能完善的逆变器系统功率元件,包括 IGBT 模块、驱动保护、滤波电容、直流总线、散热器等,客户只要设计控制板就可以完成一个完整逆变器的开发工作。陈子颖说:“我们已成功地把这一产品引进到中国,使国内风电厂商自主逆变器的开发速度大大提高,从而帮助他们解决了风电供应链上最大的瓶颈问题。未来我们会致力于加强 IGBT 模块在风电市场中的推广和技术支持工作,帮助国内变流器厂商开发出基于 IGBT 模块的高可靠性、低成本产品。”

  但对于超大功率风机,我们一般需要使用晶闸管来作为逆变器的功率元件,因为工作在非常大功率的风电机通常含有很多储存的电能。不管它们是储存在电容库还是马达/变压器绕组上,这一电能都可能是极具破坏性的,并给系统带来了一个很大的技术难题。与 IGBT 或其它解决方案相比,晶闸管具有极高的电流浪涌额度和更高的热质量。对于一些主要设计目标不是效率而是鲁棒性和长寿命的风电机来说,晶闸管可能是最好的技术选择。

  上述储存在电容库和绕组中的电能在紧急情况下必须放掉。这些放电应用会在电路中的任一电能存储位置上形成一个受控短路。在这些应用中一般不采用 IGBT,因为 IGBT 的抗浪涌电流额度值不高和成本太贵。而晶闸管具有极高的电流浪涌额定值,因此它在任一要求叶片以最佳发电速度旋转的“软启动”应用中仍受青睐。

  并网同步晶闸管选择

  不少风电系统还在使用晶闸管实现逆变器输出交流电与电网交流电的同步。由于电网交流电的频率并不高,因此我们一般选择相位控制晶闸管而不是快速开关晶闸管。

  Bradley Green 示:“晶闸管的设计简单地对应工作的频率。今天,快速开关晶闸管主要用于 5-10 KHz 应用,针对 50 ~ 100 Hz应用的相位控制晶闸管具有更好的电流浪涌额度,这常常比更高的开关速度更吸引人。”

  Westcode 目前已针对大功率风电应用开发出新的 6500 V 相位控制晶闸管。针对低正向传导损耗进行优化设计的该新器件,具有 1695 A 的标称 RMS 额定电流和 10.5 kA 的浪涌电流额定值。该晶闸管采用 47 mm 极面密封压接封装,使用了 Westcode 先进无合金工艺。

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