基于多绕组永磁发电机的大容量级联型风力发电变换器

                      针对大容量风电机组的中压变换问题，本文研究一种基于多绕组发电机的模块化级联型变换器，通过模块单元级联实现中压输出，从而省去升压变压器。对模块中发电机的两个正交绕组经PFC整流后在直流母线上并联，实现发电机单位功率因数运行，并保持馈入直流母线的瞬时功率恒定。利用发电机的电枢电感作为升压电路的储能电感，减小了系统的体积和成本，导出了电感取值的适用范围。逆变侧的H桥单元级联电路采用矢量控制，独立调节馈入电网的有功和无功功率。仿真和试验结果验证了该类变换器的拓扑结构和控制方法的有效性。Abstract:  This  paper  has  presented  a  module-cascaded  system  for  multi-coil  direct-drive  permanent  magnet  wind  generator  system  with  high  voltage  output,  eliminating  the  grid-side  step-up  transformer.  The  generator  coils  with  90  degree  phase  shift  are  rectified  through  PFC  circuit  and  connected  in  parallel  to  get  unit  power  factor  and  stable  dc-link  power.  The  generator  armature  inductance  is  used  for  the  AC-side  PFC  inductor,  thus  reducing  the  system  size  and  cost.  The  required  value  of  the  inductor  is  derived  based  on  the  current  ripple  and  zero-crossing  distortion.  The  H-bridge  inverters  are  cascaded  to  achieve  high  voltage  output  and  the  vector  control  scheme  regulates  the  system  active  and  reactive  power  output.  Simulation  and  experimental  results  validate  the  proposed  topology  and  control  method.关键词：风力发电；永磁直驱；单元化模块；H桥级联Key  words:  wind  generation,  direct-drive,  modular  approach,  cascade  H-bridge