薄膜電容器在3MW風電變流器DC Link的應用

DC Link電容是風電變流器IGBT模塊直流側電路的重要組成部分，其設計選型對IGBT變流器的性能、體積、重量及成本均有一定影響。在風電變流器中，DC Link電容器吸收逆變單元向直流側索取的高幅值脈動電流，使直流電壓波動保持在允許范圍內。本文以3MW二極管鉗位式三電平直驅風電變流器為例，重點討論了IGBT模塊DC Link薄膜電容的額定電壓、容量及紋波電流等參數所需滿足的要求，進行了理論分析、計算和仿真，以期對實際應用中的電容選取提供參考。金屬化薄膜電容器的容量與其纏繞工藝有關，公式如下： 薄膜電容器應用在3MW風電變流器，輸出功率：3MW；輸出電壓：3KV(線電壓)；輸出電流：577A；直流母線電壓：4.5KV。 設計描述：
(1)每輸出1KW功率需要5.5458焦耳的電容器儲能；
(2)每輸出1A有效值電流，直流母線支撐電容器需要承受0.44A有效值電流。
上述兩個結論對不同功率、不同電壓等級的變頻器（沒有制動技術要求條件下）、風能發(fā)電逆變器、太陽能逆變器均使用。
薄膜電容器選型注意點：
風能逆變器的直流母線支撐電容器實際流過有源整流和逆變器產生的交流電流分量，在分別獨立控制情況下，直流母線支撐電容器流過的交流分量電流為逆變器輸出有效值電流的比例為： 如果有源整流器與逆變器統(tǒng)一控制就可以減小流過直流母線支撐電容器的電流，可以與僅僅逆變器的影響相近。
由結論(1)可以得到電容器的儲能為： 電容量為： 電容器為兩個串聯，因此每個電容器的電容量為3300uF。
實際客戶選擇為每個電容器的電容量為6000uF。這樣選擇的好處是由于直流母線支撐電容器的電容量增大會使直流母線的交流電壓分量最小。
交流成分選擇：
由結論(2)得知：3MW輸出電流為577A對應的直流母線支撐電容器承受的電流為： 考慮有源整流器與逆變器的共同作用，電容器可能要承受： 實際應選電容器額定電流為400A。
選擇兩只額定電壓為2500VDC就可以了。
光伏太陽能：