双馈风力发电机工作原理_第1页
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文档简介

1、双馈异步风力发电机工作原理 我们通常所讲的双馈异步发电机实质上是一种绕线式转子电机， 由于其定、转子都能向电网馈电，故简称双馈电机。双馈电机虽然属 于异步机的范畴，但是由于其有独立的励磁绕组， 可以像同步电机一 样施加励磁，调节功率因数，所以又称为交流励磁电机，也有称为异 步化同步电机。 同步电机由于是直流励磁，其可调量只有一个电流的幅值，所以 同步电机一般只能对无功功率进行调节。交流励磁电机的可调量有三 个：一是可调节励磁电流幅值；二是可改变励磁频率；三是可改变相 位。这说明交流励磁电机比同步电机多了两个可调量，通过改变励 磁频率，可改变电机的转速，达到调速的目的。这样，在负荷突变时， 可通

2、过快速控制励磁频率来改变电机转速， 充分利用转子的动能，释 放或者吸收负荷，对电网扰动远比常规电机小。改变转子励磁的相位 时，由转子电流产生的转子磁场在气隙空间的位置上有一个位移，这 就改变了发电机电势与电网电压相量的相对位置， 也就改变了电机的 功率角。这说明电机的功率角也可以进行调节。所以交流励磁不仅 可以调节无功功率，也可以调节有功功率。 双馈电机的定转子绕组均为对称绕组，电机的极对数为 P,根据 旋转磁场理论，当定子对称三相绕组施以对称三相电压， 有对称三相 电流流过时，会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场， 这个旋转磁场 的转速ni称为同步转速，它与电网频率f i及电机的极对数p的关系

3、 如下： ni 60 fi P 同样在转子三相对称绕组上通入频率为 f2的三相对称电流，所 产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度为： 60 f 2 n2 P 由上式可知，改变频率f 2,即可改变n 2,而且若改变通入转子三 相电流的相序，还可以改变此转子旋转磁场的转向。因此，若设ni为 对应于电网频率为50Hz时双馈发电机的同步转速，而n为电机转子 本身的旋转速度，则只要维持n士 n2二n 1=常数，则双馈电机定子绕组 的感应电势，如同在同步发电机时一样，其频率将始终维持为f i不 变。 n 士 n2=n1=常数 n n S 双馈电机的转差率n，则双馈电机转子三相绕组内通 入的电流频率应为：

4、 Pn2 P (n1 n)Pnr nr n f 2sf i 606060 ni 根据上式表明：在异步电机转子以变化的转速转动时， 只要在转 子的三相对称绕组中通入转差频率(即 fiS)的电流，贝S在双馈电机 的定子绕组中就能产生50Hz的恒频电势。所以根据上述原理，只要 控制好转子电流的频率就可以实现变速恒频发电了。 根据双馈电机转子转速的变化，双馈发电机可有以下三种运行状态： (i) 亚同步运行状态。在此种状态下 *ni,由转差频率为f 2的电流 产生的旋转磁场转速 压与转子的转速方向相同，因此有 n+n2=ni。 (2) 超同步运行状态。 此种状态下nni,改变通入转子绕组的频 率为f 2的电流相序，则其所产生的旋转磁场的转速n2的转向与转子 的转向相反，因此有n-n2二ni。 (3) 同步

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