1.风能变流器中IGBT模块应用技术
(1)双馈机型变流器特征
- 变流器功率只有电机功率的30%左右。但机侧输出电频率低,模块选取时应取较大的余量。
- 电机成本低,变流器成本低,半导体损耗小。
- 需要定期更换滑环,难维护。
- 可工作频率窄,工作频率范围外的风速不起作用。
- 低电压穿越处理较复杂,需要用Crowbar 。
(2)直驱(全功率)机型变流器
- 采用无刷永磁电机,维护简单。
- 工作频率范围宽。
- 低电压穿越较为简单,不需要crowbar。
- 机侧可以采用二极管+BOOST的方案(上图1)。
- 电机和变流器成本高
2.模块选型推荐方案
针对风能变流器IGBT模块的应用情况,本次选型我们以英飞凌产品为例,以上方案主要应用到英飞凌模块有以下几种:IHM系列、PrimePack TM系列、EconoDual TM3系列、EconoDual TM+XI系列,如下图所示:
IGBT模块型号建议如下:
1) 双馈机型风电变流器Ø以FF1000R17IE4 / FF1400R17IP4为主的PrimePack
Ø如客户研发实力强或降成本压力较大, 选用FF600R17ME4为主的ED3封装产品并联解决
Ø驱动推荐使用IFX的2ED300或Concept的2SD300或2SC0435系列产品
Ø
2)直驱机型风电变流器Ø以FF1000R17IE4 / FF1400R17IP4为主的PrimePack
Ø驱动推荐使用IFX的2ED300或Concept的2SD300或2SC0435系列产品
3)海上风机风电变流器
低压690V输出:
Ø以FF1000R17IE4 / FF1400R17IP4为主的PrimePack
Ø以FZ2400R17HP4_B29 / FZ3600R17HP4 为主的 IHM模块
Ø驱动推荐使用Concept的2SC0435或对应的1SP0635即插即用驱动
中压3000V输出:Ø以4500V IHV模块为主推荐
Ø驱动选择Concept对应的1SP0335即插即用驱动
双馈风能系统IGBT模块型号列表
Wind Power | IGBT Module | Rotor side | Paralleling /per arm | Grid side | Paralleling /per arm | Cooling |
1.25MW |
EconoDUAL3 | FF450R17ME4 | 2pcs | FF450R17ME4 FS450R17ME4 |
N N |
Water |
PrimePACK2/3 | FF1000R17IE4 | N | FF650R17IE4 | N | Water | |
1.5MW |
EconoDUAL3 | FF450R17ME4 | 3pcs | FF450R17ME4 | 3pcs | Water |
PrimePACK2/3 | FF1000R17IE4 | 2pcs | FF650R17IE4 | 2pcs | Air-forced | |
IHM B IHM A |
FZ1600R17HP4 FZ1600R17KE3 |
N | FZ1600R17HP4 FZ1600R17KE3 |
N | Air-forced | |
2.0MW |
PrimePACK3 | FF1000R17IE4 | 3pcs 2pcs |
FF1000R17IE4 | 2pcs 2pcs |
Air-forced Water |
IHM B | FZ2400R17HP4 | N | FZ1600R17HP4 | V N |
||
EconoDUAL3 | FF4500R7ME4 | 4pcs | FF450R17ME4 | 4pcs | Water |
全功率风力系统IGBT模块型号列表
Wind | IGBT Module | Rotor side | Paralleling/per arm | Grid side | Paralleling/Per arm | Cooling |
1.5MW |
EconoDUAL3 | FF450R17ME4 | 7pcs | FF450R17ME4 | 7pcs | Water |
PrimePACK3 | FF1000R17IE4 | 3pcs | FF1000R17IE4 | 3pcs | Water | |
IHM A | FF1200R17KE3 | 2pcs | FF1200R17KE3 | 2pcs | Water | |
2.0MW |
PrimePACK3 | FF1000R17IE4 | 3pcs | FF1000R17IE4 | 3pcs | Water |
IHM B | FZ2400R17HP4_B29 | 2pcs | FZ2400R17HP4_B29 | 2pcs | Water | |
EconoDUAL3 | FF450R17ME4 | 8pcs | FF450R17ME4 | 8pcs | Water |