变流器制动单元及制动方法、变流器、风力发电机组与流程

本公开涉及电力电子和风力发电，更具体地，涉及一种变流器制动单元及制动方法、变流器、风力发电机组。

背景技术：

1、变流器可以用于将输入的电功率变换为其他一种或多种形式的电功率，变流器制动单元可以连接变流回路，其可以通过功率模块对变流回路的功率进行泄放。

2、在现有的变流器制动单元中，一般采用封装好的功率模块，这些封装好的功率模块中可能包括多个功率单元，而在实际变流器制动单元的电路连接中，功率模块中的部分功率单元可能不需要工作，然而，在驱动功率模块时，仍需要为不参与工作的功率单元设置驱动电路，以对其施加控制信号，确保其保持关断状态，这造成变流器制动单元的内部线缆数量较多，接线复杂，并且造成不必要的驱动成本的增加。

技术实现思路

1、鉴于现有的变流器制动方案中线缆数量较多、接线复杂且不必要的驱动成本增加的问题，本公开提供一种变流器制动单元及制动方法、变流器、风力发电机组。

2、本公开的第一方面提供一种变流器制动单元，所述变流器制动单元包括至少一个功率模块和驱动核板，所述功率模块连接所述变流器制动单元的直流母线，所述驱动核板用于控制所述功率模块，每个功率模块包括封装在所述功率模块内的第一功率单元和第二功率单元，所述第一功率单元包括并联连接的第一晶体管和第一二极管，所述第二功率单元包括并联连接的第二晶体管和第二二极管，所述第一晶体管的控制端与所述第一晶体管的一端之间短路连接，所述第二晶体管的控制端接收来自所述驱动核板的驱动信号，以通过所述驱动核板驱动。

3、可选地，所述功率模块还包括短接电阻，所述短接电阻连接在所述第一晶体管的控制端与所述第一晶体管的一端之间。

4、可选地，所述变流器制动单元还包括至少一个第一驱动适配板，所述至少一个第一驱动适配板与所述至少一个功率模块一一对应，每个第一驱动适配板连接对应的功率模块中的第一晶体管，所述短接电阻设置在所述第一驱动适配板上。

5、可选地，所述至少一个功率模块包括第一功率模块和第二功率模块，所述第一功率模块连接在所述变流器制动单元的直流母线的正极与中位点之间，所述第二功率模块连接在所述变流器制动单元的直流母线的负极与中位点之间。

6、可选地，所述驱动核板包括上驱动电路和下驱动电路，所述上驱动电路连接所述第一功率模块的第二功率单元的控制端，所述下驱动电路连接所述第二功率模块的第二功率单元的控制端。

7、可选地，所述驱动核板为半桥驱动核板。

8、可选地，所述变流器制动单元还包括制动电阻，所述制动电阻与所述第一功率单元并联连接。

9、本公开的第二方面提供一种变流器，所述变流器包括根据本公开的示例性实施例所述的变流器制动单元。

10、本公开的第三方面提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括根据本公开的示例性实施例所述的变流器。

11、本公开的第四方面提供一种变流器的制动方法，所述变流器为根据本公开的示例性实施例所述的变流器，其中，所述制动方法包括：通过所述驱动核板向每个功率模块内的第二功率单元发送驱动信号，以控制所述第二功率单元中的第二晶体管导通或关断；响应于控制所述第二晶体管导通，通过所述第二晶体管释放能量，对所述变流器进行制动；响应于控制所述第二晶体管关断，通过所述第一二极管为所述第二晶体管提供续流，其中，每个功率模块内的第一晶体管始终保持关断状态。

12、根据本公开的风力发电系统的变流器制动单元及制动方法、变流器、风力发电机组，通过将第一功率单元的第一晶体管的控制端与其一端之间短路连接，并且通过第二功率单元的第二晶体管的控制端接收来自驱动核板的驱动信号，可以在驱动功率模块时，允许第二晶体管参与工作，从而可以在不为第一晶体管设置驱动电路的情况下，也能够始终保持第一晶体管关断，如此，可以简化变流制动单元的设计，减少驱动器件数量和线缆数量，优化成本。

技术特征：

1.一种变流器制动单元，其特征在于，所述变流器制动单元包括至少一个功率模块和驱动核板，所述功率模块连接所述变流器制动单元的直流母线，所述驱动核板用于控制所述功率模块，

2.根据权利要求1所述的变流器制动单元，其特征在于，所述功率模块还包括短接电阻，所述短接电阻连接在所述第一晶体管的控制端与所述第一晶体管的一端之间。

3.根据权利要求2所述的变流器制动单元，其特征在于，所述变流器制动单元还包括至少一个第一驱动适配板，所述至少一个第一驱动适配板与所述至少一个功率模块一一对应，每个第一驱动适配板连接对应的功率模块中的第一晶体管，所述短接电阻设置在所述第一驱动适配板上。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的变流器制动单元，其特征在于，所述至少一个功率模块包括第一功率模块和第二功率模块，所述第一功率模块连接在所述变流器制动单元的直流母线的正极与中位点之间，所述第二功率模块连接在所述变流器制动单元的直流母线的负极与中位点之间。

5.根据权利要求4所述的变流器制动单元，其特征在于，所述驱动核板包括上驱动电路和下驱动电路，所述上驱动电路连接所述第一功率模块的第二功率单元的控制端，所述下驱动电路连接所述第二功率模块的第二功率单元的控制端。

6.根据权利要求5所述的变流器制动单元，其特征在于，所述驱动核板为半桥驱动核板。

7.根据权利要求1所述的变流器制动单元，其特征在于，所述变流器制动单元还包括制动电阻，所述制动电阻与所述第一功率单元并联连接。

8.一种变流器，其特征在于，所述变流器包括根据权利要求1至7中的任一项所述的变流器制动单元。

9.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括根据权利要求8所述的变流器。

10.一种变流器的制动方法，其特征在于，所述变流器为根据权利要求8所述的变流器，其中，所述制动方法包括：

技术总结
本公开提供一种变流器制动单元及制动方法、变流器、风力发电机组，所述变流器制动单元包括至少一个功率模块和驱动核板，每个功率模块包括封装在所述功率模块内的第一功率单元和第二功率单元，所述第一功率单元包括并联连接的第一晶体管和第一二极管，所述第二功率单元包括并联连接的第二晶体管和第二二极管，所述第一晶体管的控制端与所述第一晶体管的一端之间短路连接，所述第二晶体管的控制端接收来自所述驱动核板的驱动信号，以通过所述驱动核板驱动。根据本公开解决了变流器制动方案中线缆数量较多、接线复杂且不必要的驱动成本增加的问题，能够简化变流制动单元的设计，减少驱动器件数量和线缆数量，优化成本。

技术研发人员：王国梁,亢燕茹
受保护的技术使用者：北京金风科创风电设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23