中心議題：

• 大功率整流元件選擇
• 降低逆變器損耗
• 並網同步晶閘管選擇等

解決方案：

• 風電整流器采用新的模塊封裝形式
• 采用可靠性更高的陶瓷壓接式IGBT
• 選擇相位控製晶閘管而不是快速開關晶閘管

風(feng)電(dian)是(shi)目(mu)前(qian)中(zhong)國(guo)政(zheng)府(fu)大(da)力(li)傾(qing)斜(xie)支(zhi)持(chi)的(de)綠(lv)色(se)能(neng)源(yuan)之(zhi)一(yi)，西(xi)至(zhi)青(qing)海(hai)新(xin)疆(jiang)山(shan)區(qu)幾(ji)百(bai)兆(zhao)瓦(wa)級(ji)別(bie)的(de)大(da)型(xing)風(feng)電(dian)場(chang)
，東(dong)至(zhi)上(shang)海(hai)洋(yang)山(shan)港(gang)東(dong)海(hai)大(da)橋(qiao)大(da)型(xing)海(hai)上(shang)風(feng)電(dian)場(chang)，南(nan)至(zhi)深(shen)圳(zhen)和(he)汕(shan)頭(tou)幾(ji)千(qian)瓦(wa)級(ji)別(bie)的(de)小(xiao)功(gong)率(lv)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)，中(zhong)國(guo)各(ge)地(di)蓬(peng)勃(bo)發(fa)展(zhan)的(de)風(feng)電(dian)市(shi)場(chang)即(ji)將(jiang)為(wei)海(hai)內(nei)外(wai)半(ban)導(dao)體(ti)供(gong)應(ying)商(shang)和(he)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)商(shang)帶(dai)來(lai)一(yi)個(ge)巨(ju)大(da)的(de)發(fa)展(zhan)機(ji)遇(yu)。

中國風能儲量很大
、分布麵廣
，僅陸地上的風能儲量就有約2.5億KW，開發利用潛力巨大。目前中國已成為繼歐洲、美mei國guo和he印yin度du之zhi後hou發fa展zhan風feng力li發fa電dian的de主zhu要yao市shi場chang之zhi一yi。中zhong國guo風feng力li發fa電dian行xing業ye的de發fa展zhan前qian景jing十shi分fen廣guang闊kuo，預yu計ji未wei來lai很hen長chang一yi段duan時shi間jian都dou將jiang保bao持chi高gao速su發fa展zhan
，同tong時shi盈ying利li能neng力li也ye將jiang隨sui著zhe技ji術shu的de逐zhu漸jian成cheng熟shu穩wen步bu提ti升sheng。隨sui著zhe中zhong國guo風feng力li發fa電dian機ji的de國guo產chan化hua和he發fa電dian的de規gui模mo化hua
，風feng電dian成cheng本ben可ke望wang再zai降jiang，因yin此ci風feng電dian開kai始shi成cheng為wei越yue來lai越yue多duo投tou資zi者zhe的de淘tao金jin之zhi地di。風feng力li發fa電dian場chang建jian設she、並網發電
、風電設備製造等領域成為投資熱點，市場前景十分看好。

預計中國2009年風電行業的利潤總額仍將保持高速增長
，預計2010、2011年增速會稍有回落
，但增長速度也將達到60%以上。2010年中國累計風電裝機容量有望突破2000萬KW，提前實現2020年的規劃目標。

英飛淩科技(中國)有限公司家電及工業功率器件市場經理陳子穎表示：“在中國目前的風電市場上
，主流風機功率是1.5MW和2.0MW，但也正在向更高的功率發展，如2.5～3.6MW功率風機已有商業化運行(上海東海大橋的海上風電功率達到3.6MW)。”

IXYS公司全球銷售副總裁BradleyGreen也說：“目前安裝的1～1.5MW風機將會被改進

，或被更新的技術(如2.5～4MW的風機)所(suo)替(ti)代(dai)。這(zhe)麼(me)做(zuo)的(de)優(you)勢(shi)是(shi)，設(she)計(ji)師(shi)無(wu)需(xu)尋(xun)找(zhao)更(geng)多(duo)的(de)新(xin)的(de)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)發(fa)電(dian)機(ji)安(an)裝(zhuang)地(di)點(dian)，而(er)可(ke)從(cong)每(mei)個(ge)現(xian)有(you)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)發(fa)電(dian)機(ji)安(an)裝(zhuang)地(di)點(dian)產(chan)生(sheng)更(geng)多(duo)的(de)電(dian)力(li)。”

由於風能是一種非常不穩定的能源，風機輸出的電壓、頻(pin)率(lv)和(he)功(gong)率(lv)都(dou)很(hen)不(bu)穩(wen)定(ding)
，因(yin)此(ci)不(bu)做(zuo)處(chu)理(li)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)輸(shu)入(ru)電(dian)網(wang)。陳(chen)子(zi)穎(ying)表(biao)示(shi)
，以(yi)比(bi)較(jiao)容(rong)易(yi)理(li)解(jie)的(de)直(zhi)驅(qu)為(wei)例(li)，風(feng)機(ji)的(de)葉(ye)片(pian)帶(dai)動(dong)發(fa)電(dian)機(ji)旋(xuan)轉(zhuan)，風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)發(fa)出(chu)的(de)頻(pin)率(lv)往(wang)往(wang)不(bu)到(dao)電(dian)網(wang)頻(pin)率(lv)的(de)一(yi)半(ban)，因(yin)此(ci)肯(ken)定(ding)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)掛(gua)到(dao)電(dian)網(wang)上(shang)，需(xu)要(yao)用(yong)逆(ni)變(bian)器(qi)重(zhong)新(xin)產(chan)生(sheng)一(yi)穩(wen)頻(pin)穩(wen)壓(ya)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)
，而(er)這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)用(yong)到(dao)高(gao)壓(ya)大(da)電(dian)流(liu)的(de)IGBT模塊。

一般來說，一個能實現與現有國家電網並網的大型風力發電場通常主要由以下幾個部分組成：風力渦輪機
、整流器、逆變器
、控製器

、晶閘管、同步器
、防雷裝置、變壓器、風機管理和風機遠程監控係統。

buguo
，suizhexinyidaidenibianqinenggouzidongyudianwangshixiantongbu，yincihenduoxiandaifengdianxitongzainibianqizhihoudoubuxuyaozaijiatongbuqihejingzhaguan。liru，chenziyingshuo：“現在的逆變器本身就是一個可並網的逆變器，其電壓、電流和相位都是可控的，因此不再需要同步器和晶閘管。”

英飛淩工業功率器件市場經理陳子穎說：“現代逆變器本身就是可並網的，因此不再需要同步器和晶閘管。”

由於風電場一般都建於自然環境極其惡劣的野外，為盡可能地降低維護成本，通常對係統可靠性要求非常高。

一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)，位(wei)於(yu)最(zui)前(qian)端(duan)的(de)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)是(shi)影(ying)響(xiang)係(xi)統(tong)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)最(zui)關(guan)鍵(jian)設(she)備(bei)，它(ta)的(de)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)必(bi)須(xu)在(zai)任(ren)何(he)風(feng)力(li)情(qing)況(kuang)下(xia)保(bao)持(chi)勻(yun)速(su)轉(zhuan)動(dong)和(he)自(zi)動(dong)根(gen)據(ju)風(feng)向(xiang)調(tiao)整(zheng)葉(ye)片(pian)的(de)方(fang)位(wei)，而(er)且(qie)要(yao)在(zai)風(feng)雨(yu)雷(lei)電(dian)沙(sha)塵(chen)的(de)各(ge)種(zhong)氣(qi)候(hou)條(tiao)件(jian)下(xia)長(chang)時(shi)間(jian)保(bao)持(chi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。目(mu)前(qian)丹(dan)麥(mai)的(de)Vestas公司是世界風機市場的領先供應商。

整(zheng)流(liu)器(qi)用(yong)於(yu)將(jiang)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)發(fa)出(chu)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)直(zhi)流(liu)電(dian)
，以(yi)盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)降(jiang)低(di)電(dian)能(neng)在(zai)傳(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)損(sun)失(shi)。在(zai)靠(kao)近(jin)電(dian)網(wang)端(duan)，逆(ni)變(bian)器(qi)再(zai)將(jiang)整(zheng)流(liu)器(qi)過(guo)來(lai)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)能(neng)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)電(dian)網(wang)采(cai)用(yong)的(de)正(zheng)弦(xian)電(dian)波(bo)，然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)晶(jing)閘(zha)管(guan)和(he)同(tong)步(bu)器(qi)確(que)保(bao)生(sheng)成(cheng)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)與(yu)電(dian)網(wang)同(tong)步(bu)並(bing)將(jiang)此(ci)正(zheng)弦(xian)波(bo)交(jiao)流(liu)電(dian)並(bing)到(dao)電(dian)網(wang)上(shang)。

逆變器通常由IGBT模塊
、續流二極管
、IGBT柵極驅動器、驅動保護、濾波電容
、散熱器、隔離器和MCU構成。目前中.國能提供逆變器整機的主要供應商有：深圳安德森電子、上海力友電氣、北京綠洲協力新能源、北京怡蔚
、廣州郵科電源和上海正川。

大功率風電應用要求能承受上千安培電流和幾千伏高壓的大功率IGBT器件或模塊，而且要求它們必須具備很高的可靠性
，目前能提供這類產品的供應商並不多
，主要有：IXYS、Infineon
、ST
、BYD和富士電機。

防雷裝置一般為防過壓衝擊的氣體放電管(GDT)、晶閘管

、TVS二極管或金屬氧化物變阻器(MOV)，以及防過流衝擊的可恢複PolySwitch器件或一次性熔斷器。目前市場上主要的防雷器件供應商有：Tyco電子、Littelfuse、ST和君耀電子。

在(zai)逆(ni)變(bian)器(qi)和(he)電(dian)網(wang)之(zhi)間(jian)一(yi)般(ban)都(dou)需(xu)要(yao)加(jia)變(bian)壓(ya)器(qi)
，因(yin)為(wei)電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)一(yi)般(ban)高(gao)達(da)幾(ji)萬(wan)伏(fu)，這(zhe)麼(me)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)逆(ni)變(bian)器(qi)是(shi)做(zuo)不(bu)到(dao)的(de)，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)大(da)型(xing)變(bian)壓(ya)器(qi)進(jin)行(xing)升(sheng)壓(ya)。

對dui於yu由you幾ji百bai台tai風feng機ji組zu成cheng的de大da型xing風feng力li發fa電dian場chang來lai說shuo，風feng場chang的de信xin息xi化hua管guan理li和he風feng機ji遠yuan程cheng監jian控kong必bi不bu可ke少shao。在zai這zhe樣yang的de係xi統tong中zhong需xu要yao對dui現xian場chang運yun行xing設she備bei進jin行xing實shi時shi監jian視shi和he控kong製zhi，以yi實shi現xian數shu據ju采cai集ji、設備控製、測量、參數調節、以及各類信號報警等各項功能。一般來說
，各種采集信號及控製信號通過工業以太網和現場總線彙集到工控機中(如研華工控機UNO-2170)
，然後再通過另外一個以太網口將數據傳送到風能檢測服務器當中。工控機充當數據網關的作用。

風力發電係統通常安裝在帶有灰塵和大風的惡劣環境中。在這樣的環境中
，使用一台有風扇的PC為主機平台將會導致風扇和係統故障，因此必須采用可靠性很高的工控機。

此(ci)外(wai)，由(you)於(yu)每(mei)台(tai)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)都(dou)非(fei)常(chang)惡(e)劣(lie)，晝(zhou)夜(ye)溫(wen)差(cha)大(da)
，風(feng)沙(sha)嚴(yan)重(zhong)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)管(guan)理(li)型(xing)寬(kuan)溫(wen)工(gong)業(ye)以(yi)太(tai)網(wang)交(jiao)換(huan)機(ji)進(jin)行(xing)網(wang)絡(luo)支(zhi)持(chi)。風(feng)電(dian)應(ying)用(yong)對(dui)網(wang)絡(luo)交(jiao)換(huan)機(ji)的(de)要(yao)求(qiu)主(zhu)要(yao)有(you)以(yi)下(xia)四(si)點(dian)：

1）工作溫度範圍從-45～75℃
；

2）電機控製係統電磁環境惡劣，需要工業交換機具有較強的抗電磁幹擾能力、較長時間的平均無故障時間
；

3）為了保障通信的可靠性
，要求建立冗餘的環網，具有較小的自愈時間。通信網絡出故障時
，能夠平滑的切換到冗餘備份線路
；

4）為了保證遠程監控的數據的安全性，交換機需要有全麵的網絡安全設置。

近期國內一大型風機整機製造企業經過全麵的考察後，最終選擇了研華的EKI-6554SI和EKI-4654R作為風場管理係統以及風機遠程監控係統網絡架構交換機主幹設備。

每個風機的塔基處安裝一台研華的管理型冗餘交換機EKI-7554SI，通過單模光纖連接構成一個冗餘環網。同時監控中心內部每個環網的EKI-7554SI通過電口連接到研華24口網管型冗餘千兆以太網交換機EKI-4654R。監控中心內部服務器

，工程師站通過EKI-4654R構成局域網係統。

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EKI-4654R具有如下優越特性：
1）快速冗餘。可以組成快速的冗餘網絡
，使用研華獨創的X-Ring協議，具有超快小於10毫秒的自愈時間。

2）抗強擾
，適用於嚴苛環境。可以工作在嚴酷的電磁環境中
，並且在數據口防雷、快速脈衝群，靜電等都有較高的防護等級。

3）安裝方式更加靈活，支持導軌式安裝、麵板式安裝，堆疊式安裝和機櫃安裝等多種方式。

4）安全優勢
，采取虛擬局域網技術

、IP/MAC與端口綁定、流量控製功能、訪問控製列表技術、IEEE802.1x身份驗證機製
、QoS機製和係統日誌等措施來保證工業網絡的萬無一失。

大功率整流元件選擇
如前所述，我們必須先在塔頂將風機產生的不穩定交流電轉換成直流電。這一整流用元件既可用大功率整流二極管，也可用晶閘管和IGBT。目前市麵上大功率二極管和晶閘管供應商主要有：IXYS、英飛淩和ST。

英飛淩看好IGBT。陳子穎表示：“風機輸出是電壓和頻率都不穩定的交流電

，它需要整流後才能送去逆變。隨著IGBT技術的發展
，目前風電整流主要采用IGBT可控整流來實現。”

英飛淩IGBT芯片采用了溝槽柵場終止技術
，損耗低

，電流密度高，適合並聯使用。這些是設計大功率整流器的基礎。選擇大電流IGBT模塊(如2400A/3600AIGBT模塊)可以把係統功率密度做得高一些，否則需要更多IGBT並聯
，甚至整流器並聯。

風電整流器可以采用多種IGBT解決方案

，如大電流IGBT模塊IHM，其最大電流可達3600A/1700V。在EconoPack+和EconoDUAL3封裝中有450A/1700V不同電路結構的模塊，在這些封裝中都有適用於風電的第四代IGBT4的產品。陳子穎指出：“新的模塊封裝形式(如PrimePack)也成了風電整流器市場的新寵，這些新技術的應用會使得風電變流器的可靠性，壽命會大大提高，成本也會降低。”

PrimePack是一種新的大電流IGBT模塊，內部寄生電感很小，功率和溫度循環周次高
，其目標市場之一就是風力發電應用。

IXYS則偏好整流二極管。BradleyGreen說：“每種二極管都有它自己的特性，因此不同的客戶可能為某一應用選擇不同類的二極管。不過
，風機有二個簡單的要求：最高的可靠性和大功率處理能力。在5-6MW功率級別上，這些基本要求使得你隻能選擇陶瓷封裝二極管。”

最近
，IXYS專門針對像風力發電這樣的高電壓應用開發出了額定工作電壓高達3400V的整流器模塊MDD75-34N1

，它含有兩個二極管，每個二極管在外殼溫度為100℃時的平均額定電流為175A。它通常應用在風力發電係統前端的整流級。

“對於2500V以上的高效率大功率整流應用而言
，這一新係列產品代表著一個巨大的技術突破，”BradleyGreen表示，“我們的大多數競爭對手現在仍在為提高2000V以上整流器產品的可靠性而傷腦筋，這一3400V整流器模塊的推出進一步凸顯了IXYS在雙極高電壓大功率領域長期以來的市場領導地位。”

逆變器要求可靠性更高IGBT
風電是一種極其不穩定的能源
，風的強度每分種都在變化，一天中風力也不一樣，而且一年四季可能會麵臨極端高溫、低溫以及颶風。作為風能的變換和控製關鍵器件，IGBT模塊會承受功率和溫度的頻繁變化
，這會使得IGBT壽命縮短。在IEC60747中
，IGBT模塊的重要可靠性指標就是功率周次和溫度周次。

youyufengdianxitongdexuqiubagonglvniliuqishuchugonglvtidaoleyigexingaodu
，zhejiuxuyaoxindegonglvbandaotijishuhemokuaifengzhuangjishulaijiangdinibianqisunhao，tigaoxiaolvheshixiangenggaodegonglvmidu。

陳子穎表示：“我們第四代IGBT4模塊的最高工作結溫已從125℃提高到了150℃，這使得係統能效比有了顯著的提高。目前采用IGBT4芯片的英飛淩IGBT模塊功率周次比上一代產品在相同工作條件下提高了5倍
，新的封裝形式(如PrimePack)溫度周次提高了7倍。”

IXYS公司全球銷售副總裁BradleyGreen也指出：“在許多風電應用場合，普通塑封IGBT模塊的可靠性和效率已經無法滿足係統的可靠性要求，必須采用可靠性更高的陶瓷壓接式IGBT。”

他說：“我們的SPT+Press-PackIGBT產品是5.5-6MW功gong率lv級ji別bie風feng力li發fa電dian機ji設she計ji的de基ji礎chu。由you於yu昂ang貴gui的de安an裝zhuang成cheng本ben緣yuan故gu，這zhe一yi功gong率lv級ji別bie要yao求qiu極ji高gao的de可ke靠kao性xing。盡jin管guan競jing爭zheng對dui手shou在zai這zhe一yi功gong率lv級ji別bie也ye能neng提ti供gong替ti代dai技ji術shu解jie決jue方fang案an，但dan我wo們men不bu相xiang信xin它ta們men的de產chan品pin能neng夠gou在zai係xi統tong級ji質zhi量liang和he可ke靠kao性xing上shang滿man足zu這zhe一yi級ji別bie風feng力li發fa電dian機ji的de要yao求qiu。”

與前一代產品相比，采用最新SPT+技術的新一代Press-PackIGBT具有更大的安全工作區間
，導通狀態損耗也降低了約25%。IXYS的全資英國子公司Westcode開發的Press-PackIGBT采用完全密封壓接陶瓷封裝，以確保其市場領先的在兆瓦級大功率應用中的可靠性，在這類應用中

，效率和可靠性是最重要的。

“隨著Press-PackIGBT進入成熟的大規模生產階段，”IXYS公司國際銷售副總裁BradleyGreen說，“將SPT+技術集成進Press-PackIGBT就是合乎邏輯的下一步驟
，因為這可以進一步提升效率和產品係列的堅固性。

隨著大功率應用(如風力發電機)對高功率密度和最高級別可靠性的要求越來越高，Westcode已經看到市場正在快速接受我們的產品。”

SPT+Press-PackIGBT係列的集電極電流範圍從240～2400A，集電極發射極電壓可到4500V。T2400GB45E是新一代SPT+Press-PackIGBT係列的一個例子，它是一個2.4kA、4.5kV的Press-PackIGBT
，采用外部直徑為168mm的陶瓷封裝。Westcode還提供將一個內部二極管與IGBT做在一個封裝內的產品。

Press-PackIGBT完全沒有模塊化設計所固有的可靠性缺點

，如引線邦定或luo片焊接工藝，它在大功率應用中的可靠性已經被證明是業內最佳的。Westcode還提供一個互補性的大功率SONIC二極管係列，它的速度和軟開關能力可理想地匹配IGBT，他們組合起來可提供一個針對大功率應用的有吸引力的解決方案。

BradleyGreen說：“在風機內
，大功率SONIC二極管(快速恢複超軟)主要設計用作與陶瓷封裝IGBT配對的續流二極管。”

英飛淩目前除了為風電市場提供IGBT產品外，還提供功能完善的逆變器係統功率元件，包括IGBT模塊

、驅動保護、濾波電容
、直流總線、散熱器等，客戶隻要設計控製板就可以完成一個完整逆變器的開發工作。陳子穎說：“我wo們men已yi成cheng功gong地di把ba這zhe一yi產chan品pin引yin進jin到dao中zhong國guo
，使shi國guo內nei風feng電dian廠chang商shang自zi主zhu逆ni變bian器qi的de開kai發fa速su度du大da大da提ti高gao
，從cong而er幫bang助zhu他ta們men解jie決jue了le風feng電dian供gong應ying鏈lian上shang最zui大da的de瓶ping頸jing問wen題ti。未wei來lai我wo們men會hui致zhi力li於yu加jia強qiangIGBT模塊在風電市場中的推廣和技術支持工作

，幫助國內變流器廠商開發出基於IGBT模塊的高可靠性
、低成本產品。”

但(dan)對(dui)於(yu)超(chao)大(da)功(gong)率(lv)風(feng)機(ji)，我(wo)們(men)一(yi)般(ban)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)晶(jing)閘(zha)管(guan)來(lai)作(zuo)為(wei)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)功(gong)率(lv)元(yuan)件(jian)，因(yin)為(wei)工(gong)作(zuo)在(zai)非(fei)常(chang)大(da)功(gong)率(lv)的(de)風(feng)電(dian)機(ji)通(tong)常(chang)含(han)有(you)很(hen)多(duo)儲(chu)存(cun)的(de)電(dian)能(neng)。不(bu)管(guan)它(ta)們(men)是(shi)儲(chu)存(cun)在(zai)電(dian)容(rong)庫(ku)還(hai)是(shi)馬(ma)達(da)/變壓器繞組上
，這一電能都可能是極具破壞性的
，並給係統帶來了一個很大的技術難題。與IGBT或huo其qi它ta解jie決jue方fang案an相xiang比bi，晶jing閘zha管guan具ju有you極ji高gao的de電dian流liu浪lang湧yong額e度du和he更geng高gao的de熱re質zhi量liang。對dui於yu一yi些xie主zhu要yao設she計ji目mu標biao不bu是shi效xiao率lv而er是shi魯lu棒bang性xing和he長chang壽shou命ming的de風feng電dian機ji來lai說shuo，晶jing閘zha管guan可ke能neng是shi最zui好hao的de技ji術shu選xuan擇ze。

shangshuchucunzaidianrongkuheraozuzhongdediannengzaijinjiqingkuangxiabixufangdiao。zhexiefangdianyingyonghuizaidianluzhongderenyidiannengcunchuweizhishangxingchengyigeshoukongduanlu。zaizhexieyingyongzhongyibanbucaiyongIGBT，因為IGBT的抗浪湧電流額度值不高和成本太貴。而晶閘管具有極高的電流浪湧額定值
，因此它在任一要求葉片以最佳發電速度旋轉的“軟啟動”應用中仍受青睞。

並網同步晶閘管選擇
bushaofengdianxitonghaizaishiyongjingzhaguanshixiannibianqishuchujiaoliudianyudianwangjiaoliudiandetongbu。youyudianwangjiaoliudiandepinlvbingbugao
，yinciwomenyibanxuanzexiangweikongzhijingzhaguanerbushikuaisukaiguanjingzhaguan。

BradleyGreen示：“晶閘管的設計簡單地對應工作的頻率。今天
，快速開關晶閘管主要用於5-10KHz應用，針對50～100Hz應用的相位控製晶閘管具有更好的電流浪湧額度，這常常比更高的開關速度更吸引人。”

Westcode目前已針對大功率風電應用開發出新的6500V相位控製晶閘管。

針對低正向傳導損耗進行優化設計的該新器件，具有1695A的標稱RMS額定電流和10.5kA的浪湧電流額定值。該晶閘管采用47mm極麵密封壓接封裝，使用了Westcode先進無合金工藝。
當與相同電壓級別的類似器件比較時，為得到非常低的導通態電壓而優化設計的該相位控製晶閘管在1000A電流流過時的正向壓降隻有2V。

防雷元件選擇
安裝在野外的風力發電係統必須安裝防雷係統。雷擊會產生瞬間的過電壓
，即在微秒至毫秒內會產生高達6KV的尖峰衝擊電壓。當雷擊發生時，強大的電流會通過各種途徑間接或直接地侵入機房設備使其損壞。據測定雷電電流可達20萬安培
，既使是造成直接危害的二次感應電流也達l萬安培。因此風力發電係統必須采用合適的防過壓和過流元件來抵抗雷電的衝擊。

風力發電係統需要進行不同等級防雷保護的基本組件有：風力渦輪機
、逆變器

、控製風力渦輪機葉片間距和方位的電機、以及用於監測和控製的低電壓電路板。

Littelfuse公司業務和技術開發經理JimColby指出：“風力渦輪機遭受雷擊的風險很高，因此需要可靠的防雷保護。這可以采用能抵抗幾千安培浪湧電流衝擊的金屬氧化物壓敏電阻(MOV)來達到保護目的。這些MOV可以製造成34mm或更大的盤，從而可以耗散大量浪湧能量。”

理論上
，可以采用兩類過壓保護元件(即鉗位元件和開關元件)為風電應用提供過壓保護。鉗位元件有MOV和TVS二極管
，它們可在工作時允許小於規定鉗位水平的電壓通過負載。開關元件主要有氣體放電管(GDT)和晶閘管浪湧電壓抑製器，它們對超過突破電壓的浪湧所作出的反應與分流元件相同。

開關元件相對於鉗位元件的優勢是
，在動作狀態下
，當它把有害浪湧電流導出負載時，出現在負載上的電壓極小
；而鉗位元件仍保持鉗位電壓。因此，開關元件中耗散的功率遠遠低於鉗位元件。因此
，Tyco電子認為，第一級防雷元件最好選擇GDT，第二級防雷元件最好選擇晶閘管浪湧電壓抑製器。過流保護最好采用可複位的PolySwitch元件，與一次性熔斷器相比，它可避免經常更換器件的麻煩，從而可大幅降低維護成本。

逆變器的AC端直接連到電網，因此它曝露於電網傳導的雷擊危險之下。Jim表示，它的雷擊防護可采用中等級別的MOV
，它們可以是14mm或20mm的盤。

用(yong)於(yu)葉(ye)片(pian)間(jian)距(ju)或(huo)方(fang)位(wei)控(kong)製(zhi)電(dian)機(ji)由(you)二(er)級(ji)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)控(kong)製(zhi)，它(ta)們(men)受(shou)到(dao)的(de)雷(lei)擊(ji)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)比(bi)較(jiao)有(you)限(xian)
，因(yin)此(ci)可(ke)采(cai)用(yong)抗(kang)浪(lang)湧(yong)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)小(xiao)一(yi)些(xie)的(de)抑(yi)製(zhi)元(yuan)件(jian)。如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)MOV，那麼它們可以是7mm或10mm大小的盤。此處也可以采用軸向引線封裝或表麵封裝的TVS二極管
，它們的額定功率值在1000～3000W之間。

連接以上這些不同功率元件的是低電壓控製和監測電路，它們通常是像RS-232或RS-485的低速電路。它們麵對的電氣威脅是低級別的浪湧電流和ESD。它們的保護可采用分立的TVS二極管(400W或600W)或矽保護陣列。

總的來說，所有的電源和控製組件在設計時都應該確保：像雷擊和ESD這樣的電氣威脅通過抑製元件得到鉗位和耗散，以確保係統有一個長和可靠的工作壽命。