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风力发电机变流器的维护及故障处理方法一、变流器的维护1、变流器的功能测试通过变流器控制柜上的控制面板可以进行以下控制操作：（1）预充电测试；（2）网侧断路器测试；（3）电风扇强制动作；（4）发电机侧断路器吸合测试。
2、变流器接线及接地检查检查时要确保电源已经断开，检查项目有：（1）接线是否牢固可靠；（2）连接电缆是否有磨损；（3）屏蔽层与接地之间的连接是否牢固可靠。
3、变流器保护设定值的检查应根据参数表和电路图的相应数值进行检查，既包括软件中的保护值，也包括硬件上的保护值。
例如：（1）电压保护值；（2）电流保护值；（3）过热保护值等。
4、水冷系统检查和维护检查和维护项目有：（1）冷却液的防冻性；（2）水泵连接螺栓的紧固力矩；（3）水冷系统的静止压力是否为规定值；（4）管道与接头的密封性；（5）使用无纤维抹布和清洗剂清除冷却器表面赃物。
5、水冷系统冷却水和防冻剂冷却水为纯净水，防冻剂一般为乙二醇并加入专用防腐剂。
北方平原地区冷却水和防冻剂按1∶1的比例相配，混合液的冰点可以达到－35∶。
东北地区冷却水和防冻剂按1∶1.3的比例相配，混合液的冰点可以达到－45∶。
6、冷却系统密封性检查如果发现管路漏水，则立即停止水冷系统的工作，查明漏水点并进行处理。
如果在带压状态下无法完全处理，则要对水冷系统放水。
注意回收放出的水，并清理漏出的水。
7、散热器、过滤器及水冷管路的清洗（1）散热器的清洗由于长期暴露在机组外部，运行过程中会不断有灰尘及其他污染物附着在散热器表面和散热片之间，从而使热交换效率降低。
建议每年用高压水枪对散热器进行一次冲洗、清理，时间最好在5～6月份。
（2）过滤器的清洗建议每年对变流器冷却水过滤器进行一次检查、清洗。
（3）管路的清洗以适当时间间隔对冷却管路进行清洗（包括变流器内的管路）。
一般在运行两年后需要清理管路中的杂质。
水硬度越高，清理周期越短。
采用化学清洗应由专业人员操作。
8、变流器的参数设置变流器出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值。
风力发电机变流器工作原理
风力发电机变流器的工作原理基于电力电子技术，其核心部件是绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。
风力发电机产生的电能是交流电，其频率和电压都不稳定，无法直接输送到电网中。
因此，需要将其转换为直流电，再通过逆变器将其转换为稳定的交流电，才能输送到电网中。
这就是风电变流器的主要工作原理。
风电变流器的工作流程如下：首先，风力发电机产生的交流电经过变压器降压，然后通过整流桥将其转换为直流电。
接着，直流电经过滤波电容器进行滤波，去除掉直流电中的脉动成分，使其变得更加稳定。
然后，直流电经过逆变器，通过PWM（脉宽调制）技术将其转换为稳定的交流电，并将其输送到电网中。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
convertor 和invertor 的区别？周四, 2008-06-26 16:46 — vicky请问风电机组的convertor（变流器）和invertor（变频器）的区别是什么？‹ 意大利CARCO密封件中国总代理（大尺寸，长寿命）中国风电产业能做多大？（转贴资料，仅供参考）›∙风能@中国网用户论坛∙添加新评论周四, 2008-06-26 17:02 — xieyaqian用于描述电的三个量分别是电压（伏特）：世界大部分国家的民用电网都是220伏/230伏，美国和日本是117伏。
电流（安培）：分为直流和交流两种。
频率（赫兹）：中国是50赫兹，美国都是60赫兹。
某些铁路电网是用单相16.7赫兹。
所以很简单，变压器是调整电压的，整流器是调整电流的，而变频器是用来调整频率的。
∙回复周四, 2008-06-26 17:52 — massenpunkt我再来补充一下站长的回答吧除了以上提到的三个量以外，常用的来衡量电的特性的指标还有振幅（也就是通常所说的电压或是电流的高低），频率，以及相位。
对于风机来说，由于风能的不恒定性，导致了从发电机输出的电能的不稳定性，对于这种电能是不能直接接入电网的。
要接入电网必须满足发电机输出电压的大小，频率以及相位和电网的一致。
所以通常在风机里有converter和inverter来起到变压和变频的作用。
一般由发电机发的电先经过converter的变压作用达到输出的标准电压，然后经过inverter，也就是所谓的逆变器（可能还有很多叫法），达到相应频率。
粗略的解释，如有不实之处，还望指正。
∙回复周四, 2008-06-26 22:07 — tonggang感謝專業回答。
感謝專業回答。
∙回复周五, 2008-06-27 04:52 — sunnysmall再补充点我个人的看法我认为其实它们的差别就在于名称上的“流”和“频”两个字，在这两天的北京风能产品展销会上也有很多人问到这个问题。
【摘要】风电变流器是风电机组中的重要组成部分，关系到整个机组的稳定运行。
目前风电场机组变流器的运维还存在许多问题，本文就风力发电机组变流系统的运维进行简要研究，给出一些建议，希望对风电机组整机的运维水平提升有所贡献。
【关键词】风力发电，变流系统，检修和维护1.背景风电是一种借助风力而产生机械能使机械能再转化为电能的清洁能源，风电机组变流系统的运行特点随着机型的不断发展而逐步变化。
风电受风资源的影响特别大，大部分的风电机组平均年利用小时数维持在2500h左右，且分为明显的大风季节、小风季节。
以山西地区为例，在大风季节风力发电量可以占据总体发电量60%-85%，但是一旦进入无风期，风电产量急剧下降。
因此，加强大风季节的风电机组运维，提升机组运行稳定性对于提高风电场的收益起至关重要的作用。
风力发电系统的一个主要问题是运行和维护成本相对较高。
风电机组通常位于偏远地区，仅这些因素就会增加风电机组的检修、维护成本。
此外，机组各类故障停机导致设备可靠性差，直接降低了风力发电的可用性。
因此，风力发电机的状态监测和故障诊断对这种情况有更大的益处。
随着国家政策不断变化，新并网的风电场平价上网已成定局，在运的风电场需全电量参与市场化电力交易，同时，市场营销、涉网设备技改以及安全生产投入等等，导致经营压力逐步增大。
所以，强化机组设备稳定性，向机组精细化运维纵深推进变得十分迫切。
2.风电机组变流系统的检测与维修风电机组变流器科学的运维，能使风电机组更有效的运行，提高发电效率。
本文将以实际生产中的故障作为案列，对风力发电机组变流系统的日常检修和维护进行讨论，研究运用科学合理的管理手段和先进的技术来保证机组的安全稳定生产。
2.1 案例内容某风电场变流器IGBT失效。
2.2 问题描述：2022年8月13日某风电场1台变流器在运行中报机、网侧FA故障。
现场检测发现变流器2#柜W2相模组失效，网侧两相模组并联二极管失效、网侧熔断器和直流熔断器失效。
风电变流器原理与维护-复件（1）.ppt.Convertor风电系统变流器原理与维护前言风力机控制技术已由定桨距失速控制风力机发展为变桨距控制风力机；发电系统的控制由恒速控制发展为变速恒频控制；变速恒频控制系统也出现了双馈异步机变流器变速恒频发电系统和直驱永磁同步电机变流器变速恒频系统等。
计算机和电力电子技术的飞速发展，为风电技术的发展提供了强大的推动力。
同步电机发电系统和异步电机发电系统各有所长，目前都在迅速发展中。
本课程主要介绍这两种系统迅速发展的核心技术：变流器—变速恒频控制器在风电系统中的应用与维护。
课程目录第一章变速恒频控制器—变流器第二章双馈电机的变速恒频发电原理第三章直驱低速永磁同步电机发电原理第四章变流器用半导体开关的特性第五章变流器的结构第六章变流器的检测与维护第七章变流器常见故障的处理第一章变速恒频控制器—变流器交流电机的转速交流电机的调速方案变频调速原理与变流器交流电机的转速n = 120 （1-s）f / pn：电机转速。
rpmf：输入电机的电源频率。
Hzs: 电机转差率。
S = (n0-nr) / n0p: 电机极数。
2，4，6…从上可见，交流电机的转速是由s , f , p 三个因素决定的。
也就是说交流电机调速有三套解决方案：调速滑差；变极调速；变频调速。
交流电机的调速方案交流电机调速方案一：滑差调速其特点是：技术简单，调速连续，价廉；但效率低，较耗能。
交流电机调速方案二：变极调速其特点是：技术简单，效率高；有级调速，应用受限。
交流电机调速方案三：变频调速其特点是：兼具高效率与可连续调速，易于自动控制；但技术复杂，价高，维护不易。
转差调速调S （转差调速）在变频器面市以前，是交流电机调速的主要方式。
转差调速分能耗型和回馈型两类。
能耗型如电机定子调压调速，滑差离合器调速，线绕转子电机转子回路串电阻调速等；回馈型：如串级调速。
调S（转差调速）的优点是无级调速，产品成本较低，产品种类丰富。
1、双馈型风力发电系统的运行原理双馈型风力发电系统结构图如图1所示，由风轮机、齿轮箱、变桨结构、偏航机构、双馈电机、变流器、变压器、电网等构成。
其工作过程为：当风吹动风轮机转动时，风轮机将其捕获的风能转化为机械能再通过齿轮箱传递到双馈电机，双馈电机将机械能转化为电能，再经变流器及变压器将其并入电网。
通过系统控制器及变流器对桨叶、双馈电机进行合理的控制使整个系统实现风能最大捕获，同时，通过对变桨机构、变流器及Crowbar 保护电路的控制来应对电力系统的各种故障。
双馈异步发电机的定子与转子两侧都可以馈送能量，由于转子侧是通过变频器接入的低频电流起到了励磁作用，因此又名交流励磁发电机。
双馈异步发电机主机结构特点是：定子与一般三相交流发电机定子一样，具有分布式绕组；转子不是采用同步发电机的直流集中绕组，而是采用三相分布式交流绕组，与三相绕线式异步机的转子结构相似。
正常工作时，定子绕组并入工频电网，转子绕组由一个频率、幅值、相位都可以调节的三相变频电源供电，转子励磁系统通常采用交-直-交变频电源供电。
图1、双馈风力发电系统结构图双馈异步发电机在稳态运行时，定子旋转磁场和转子旋转磁场在空间上保持相对静止，此时有如下数学关系表达式：12r n n n =±2160f n n f r p ±=1211r n n n s n n −==±式中，1n 、r n 、2n 分别为定子电流产生磁场的旋转速度、转子旋转速度和转子电流产生磁场相对于转子的旋转速度，1f 、2f 分别为定、转子电流频率，p n 为发电机极对数，ss n n n s −=为发电机的转差率。
由上式可知，当发电机转子转速r n 发生变化时，若调节转子电流频率2f 相应变化，可使1f 保持恒定不变，实现双馈异步发电机的变速恒频控制。
当r n <1n 时，电机处于亚同步速运行状态，转子旋转磁场相对于转子的旋转方向与转子旋转方向相同，变频器向转子提供交流励磁，定子向电网馈出电能；当r n >1n 时，电机处于超同步速运行状态，转子旋转磁场相对于转子的旋转方向与转子旋转方向相反，此时定、转子均向电网馈出电能；当r n =1n 时，2f =0，变频器向转子提供直流励磁，此时电机作为普通隐极式同步发电机运行。
风电系统变流器原理与维护前言风力机控制技术已由定桨距失速控制风力机发展为变桨距控制风力机；发电系统的控制由恒速控制发展为变速恒频控制；变速恒频控制系统也出现了双馈异步机变流器变速恒频发电系统和直驱永磁同步电机变流器变速恒频系统等。
计算机和电力电子技术的飞速发展，为风电技术的发展提供了强大的推动力。
同步电机发电系统和异步电机发电系统各有所长，目前都在迅速发展中。
本课程主要介绍这两种系统迅速发展的核心技术：变流器—变速恒频控制器在风电系统中的应用与维护。
课程目录第一章变速恒频控制器—变流器第二章双馈电机的变速恒频发电原理第三章直驱低速永磁同步电机发电原理第四章变流器用半导体开关的特性第五章变流器的结构第六章变流器的检测与维护第七章变流器常见故障的处理第一章变速恒频控制器—变流器交流电机的转速交流电机的调速方案变频调速原理与变流器交流电机的转速n = 120 （1-s）f / pn：电机转速。
rpmf：输入电机的电源频率。
Hzs: 电机转差率。
S = (n0-nr) / n0p: 电机极数。
2，4，6…从上可见，交流电机的转速是由s , f , p 三个因素决定的。
也就是说交流电机调速有三套解决方案：调速滑差；变极调速；变频调速。
交流电机的调速方案交流电机调速方案一：滑差调速其特点是：技术简单，调速连续，价廉；但效率低，较耗能。
交流电机调速方案二：变极调速其特点是：技术简单，效率高；有级调速，应用受限。
交流电机调速方案三：变频调速其特点是：兼具高效率与可连续调速，易于自动控制；但技术复杂，价高，维护不易。
转差调速调S （转差调速）在变频器面市以前，是交流电机调速的主要方式。
转差调速分能耗型和回馈型两类。
能耗型如电机定子调压调速，滑差离合器调速，线绕转子电机转子回路串电阻调速等；回馈型：如串级调速。
调S（转差调速）的优点是无级调速，产品成本较低，产品种类丰富。
转差能耗型调速的缺点是：以耗能来达到调速目的，因属耗能产品，已基本退出市场。
转差回馈型调速能将转差能量经逆变，回馈到电网，控制功率仅为定子控制的1/3，但调速范围较窄。
仅适用于泵和风机的控制，有较高性/价比。
转差能耗型调速转差消耗型调速是通过加大转子与定子间的转差，使转子输出速度降低。
而转差产生的功率则转变为热量耗散掉。
所以，这类调速都伴有发热的现象。
需要专门的冷却设计来散热，以保证电机的正常工作。
这类调速装置结构简单，成本较低。
仅在调速要求不高，功率较小的设备中应用。
一般已不采用。
转差能耗型调速原理K1转差回馈型调速线绕转子电机的串级调速（广义）属于转差功率回馈型。
它将转差功率经整流逆变后回馈到电网，由于电网对回馈电的谐波有较高的限制，因此装置成本较高。
有一种改进方案：斩波内馈调速电机，是在电机定子中再嵌入一副绕组，来接受回馈能量，用于补充电机的驱动。
以降低逆变器的要求和成本。
缺点是此方案比较复杂，效率低。
仅适于新建设备，不适于旧设备改造。
线绕转子电机串级调速K2TI电网K1能量单向流动变频器交流电机调速方案二变极调速变极调速就是将多速电机定子极数通过改变线包连接方式，来改变其极数；或者，在同一定子和转子上安装两套不同极数的绕组切换运行，从而达到改变运行转速的方法。
其优点是调速效率高，技术简单，成本低。
缺点是：只能做到有级调速，并且级数有限。
如2/4，4/6等。
多速电机的变极调速控制多速电机的变极调速控制交流电机调速方案三变频调速变频调速是通过调节电机电源频率来调节电机转速。
变频调速集滑差调速与变极调速的优点于一身，是一种高效，无级，易于自动控制的交流电机最优调速方案。
变频调速有两种基本方式：定子侧全功率变频调速和定子侧工频，转子侧变频调速。
变流器原理与变流器变频器控制模式：1.V/F恒磁通控制2. VC矢量控制3.DTC转矩直接控制变频器的分类风电变流器与变频器的区别交流电机转矩与控制M = CmΦm I2 COS φ2又：Φm = CωU1/ fM ：电机转矩。
N.m Φm：电机极磁通。
I 2 ：电机转子电流。
φ2：转子电路功率因素。
Cm ：转矩系数。
可见在电源电压不变时：f ΦM 电机转矩变小，带不动负载而致堵转。
f ΦI 导致磁路饱和，电流增大而致电机烧损。
变频器（VVVF）控制原理从转矩公式可知，仅调频率f，电机是不能正常工作的。
因为如果电源电压不变，f频率上升,电机阻抗将增大、电流降低、磁通变小、转矩/功率变小，电机将不能按额定值运行。
反之，f降低，则阻抗变小，电流增大，磁通变大甚至饱和，将导致电机的烧毁。
从磁通等式可见，若要使磁通不变，仅须f与V的比值不变。
也就是说，在f发生变化时，V须和f同时变，时时保持f/V之比不变即可。
电机即可长期安全地变速驱动额定负载。
这就是变频器工作的基本原理。
V（可变）V（电压）V（可变）F（频率）这个英语名词就是以其工作原理来命名变频器的。
V/F=常数的控制模式V/F=常数控制，是恒磁通控制即恒转矩控制，理论上可使变频器驱动的电机输出恒转矩，但是，由于定子压降几乎是恒定的，在低频（低速）时所占输出的比例已不可忽略，使得低频输出的转矩变小，启动困难，因此在低频段须提高电压，以满足启动要求，称之为转矩提升（或补偿）功能。
但不能超过30%，因电机处于过励状态，不能长期在低频下运行，否则会烧毁电机。
V/F控制以恒磁通为控制目标，是一种标量/平均值控制，对电机负载变化的响应较慢，动态性能较差。
在轻载时易出现不稳定现象。
它适合于负载惯量较大，负载较平稳的风机，水泵等控制要求不高的机械使用。
它的特点是运行平稳，适应性很好，对所接电机的参数及台数均无限制，只要在其额定电流之下即可安全工作。
是应用最广泛的一种控制模式。
V/F为常数的控制特点V/F协调变化的实现方法V/F的协调变化的2种方法：PAM和PWMPAM，是分别在整流回路通过可控整流或直流斩波来调节电压V，在逆变回路调节频率f，再设一个VF控制电路来协调控制V和f。
因中间回路有大电容，时间常数很大，使V的调节不灵敏，降低了输出的动态性能，目前已不常应用。
PWM是一种新技术，能在逆变回路中同时完成V和f的协调控制，控制简单，动态性能比PAM好。
是最常用的技术。
PAM 电路PAM（Pulse Amplitude Modulation）PAM 波形PWM 电路PWM（Pulse Width Modulation）PWM 波形单极性PWM双极性PWM采用PWM 的电压调节正弦波PWM（SPWM）V C( Vector Control) 矢量控制矢量控制的基本原理是将异步电机与直流电机类比，将定子电流分解出励磁电流和转矩电流，分别控制两分量的幅值即控制定子电流矢量，从而达到控制异步电动机转矩的目的。
所以称这种控制方式为矢量控制。
风电变流器一般均使用高性能的VC矢量型或DTC直接转矩型。
所以发电机都带有编码器。
VC矢量控制模式的特点矢量控制在性能上与直流电机相当，在低速转矩和动态性能方面比V/F控制有很大的提高。
但是这一性能是在电机装有测速装置（光电编码器）才能达到，并且必须向变流器提供电机的实时准确的电磁参数。
这些参数在变流器运行前通过变流器对发电机的在线测试得到。
直接转矩控制技术，是利用开关的空间矢量，定子磁场定向的分析方法，直接在定子坐标系下分析异步电动机的数学模型，计算与控制异步电动机的磁链和转矩，采用离散的两点式调节器（Band—Band 控制），直接对逆变器的开关状态进行控制，以获得高动态性能的转矩输出。
DTC型变流器同样需要发电机的电磁参数及实时温度等。
一般不需要编码器，在较高精度控制时才需要编码器。
DTC(Direct Torque Control) 直接转矩控制DTC直接转矩控制的特点DTC控制模型较直观简单，对电机电磁参数的准确度要求不高，在不装速度检测装置的情况下也能达到较高的性能。
但输出转矩的波动较大，对波动大的负载控制不太稳定。
几种控制模式性能的对比转矩阶跃时间精确的电机或速度控制零速时满转矩转矩的直接控制–没有误跳闸电网闪落的跨越不会引起不必要的生产中断快速控制- 更好的保护DTCFlux vectorOpen loop PWM< 5 msec.10 to 20 msec.> 100 msec.变频器的分类按变换形式分：交—交；交—直—交。
按变频器输出阻抗分：电流型；电压型。
按结构形式分：单板OEM，壁挂，柜体。
按使用工况分：两象限，四象限。
交—交变频器交—交变频器没有整流电路，通过直接对交流电进行通断控制，使输出频率降低。
常用于调速范围不超过1/3额定转速的大型风机水泵等设备。
新型矩阵变频器有望使交-交变频器达到交—直—交变频器的性能。
交—交变频器能实现能量双向流动，是一种适用于变速恒频工作的可逆变频器。
交—交变频器原理图矩阵型交-交变频器主回路图RSTUVW交-交变频调速系统是一种不经过中间直流环节，直接将较高固定频率的电压变换为输出频率和输出电压较低而可变的变频调速系统。
其每一相均由两组（正、负组）三相全波变流器反并联构成。
输出的电压为：Ud = Ud0cosαp = －Ud0cosαN (1)式中：αP——正组整流器控制角；αN——负组整流器控制角；Ud0——α=0°输出电压平均值。
交—交变频器的输出电压交—交变频器波形图交—直—交变频器交-直-交变频器有两个变换器，通常是一个整流器加一个逆变器。
因为变换过程是交流转换为直流，再由直流转换为交流。
如果由两个逆变器组成，则称为四象限变频器，可以工作在电动-发电的可逆状态。
通常使用在有势能负载如电梯，吊车，起重设备的驱动。
还有在风电双馈系统中应用的变流器就是这种变频器。
下面就主要介绍这种变频器。
交-直-交变流器原理框图电流型变频器特性中间回路中使用电感滤波，具有电流源输出特性，输出不怕短路，但不能开路，保护简单可靠。
输出与负载特性有关，变频器是按实际负载特性设计制造的。
适用于单台运行，频繁加/减速和正反转的电机电流型变频器电路电压型变频器特性中间回路中使用电容滤波，具有电压源输出特性，它对负载没特殊的要求，只要总电流不超过变频器的额定电流即可。
因其对电流的控制能力较差，输出不可短路，否则将烧毁功率模块。
电压型变频器电路风电变流器与变频器的区别风电变流器是变频器系列产品种的一种，在工作原理，硬件结构，控制模式等方面，绝大部分是相同的，只是为了适合风电的一些特殊控制要求，在软件方面有一些不同：如对两个变流器的协调控制和对转子侧变流器的增加控制模式和转换等。
在硬件方面，不同也很小：如转子侧增加输入电抗器，增加Crobar选件，两个变流器容量的配合等。
为了符合对象的特性要求，有特殊的控制特性电力电子变换器的几个定义整流器：能将交流电转变为直流电的电子装置。
