双馈风力发电机

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1、双馈风力发电机鲍立刚电机0901班130609107关键词：双馈发屯机、ABB变频器、引言：电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着牛产的发展而发展的，反过來，电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以來，虽然电机的基本结构变化不大，但是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和捉高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋传电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具冇高可靠性、好精确度、

2、快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支。它应用广泛，种类繁多。性能各异，分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种：一种是按功能用途分，可分为发电机、电动机，变压器和控制电机四大类。在现代化工业生产过程屮，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动齐种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单、调节性能好、耗损小、经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。变频器是应用变频技术与微电了技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度

3、的方式來控制交流屯动机的电力传动元件。变频器在中、韩等亚洲地区受FI本厂商影响而曾被称作VVVF(VariableVoltageVariableFrequencyInverter)0正文：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。双馈电机虽然属于界步机的范畴，但是由于其具有独立的励磁绕组，可以象同步电机一•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

4、只能对无功功率进行调节。交流励磁电机的可调量冇三个：一是可调节的励磁屯流幅值；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，可改变发电机的转速，达到调速的目的。这样，在负荷突变时，可通过快速控制励磁频率來改变屯机转速，充分利用转子的动能，释放或吸收负荷，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移，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。

5、所以交流励磁不仅可调节无功功率，还可以调节有功功率。交流励磁屯机之所以冇这么多优点，是因为它采用的是可变的交流励磁屯流。但是，实现可变交流励磁电流的控制是比较困难的，木章的主要内容讲述一种基丁•定子磁链定向的矢量控制策略，该控制策略可以实现机组的变速恒频发电而且可以实现有功无功的独立解耦控制，当前的主流双馈风力发电机组均是采用此种控制策略。一、双馈电机的基本工作原理60/.设双馈电机的定转了绕组均为对称绕组，电机的极对数为"，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

6、机的气隙中形成一个旋转的磁场，这个旋转磁场的转速®称为同步转速，它与电网频率£及电机的极对数P的关系如下：(3-1)同样在转子三相对称绕组上通入频率为人的三相对称电流，所产生旋转磁场相对于转子本身的旋转速度为:(3-2)曲式3-2可知，改变频率厶，即可改变巾2，而且若改变通入转子三相电流的相序，还口J以改变此转子旋转磁场的转向。因此，若设®为对应于屯网频率为50Hz时双馈发屯机的同步转速，而〃为电机转子木身的旋转速度，则只耍维持〃土冬”严常数，见式3-3,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

7、，其频率将始终维持为久不变。n±n2=/?1二常数（3-3）双馈电机的转差率S=鱼H,则双馈电机转子三相绕组内通入的电流频率应为：=PHr=fs（3-4）2601公式3-4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£S）的电流，则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，双馈发电机叮有以下三种运行状态：1.亚同步运行状态：在此种状态下n

8、牛的旋转磁场转速与转子的转速方向相同，因此有〃+=n°2.超同步运行状态：在此种状态下〃〉也，改变通入转子绕组的频率为人的电流相序，则其所产生的旋转磁场的转速〃2与转子的转速方向相反，因jl匕彳J/?—7^2=ft]°3.同步运行状态：在此种状态下〃二®,转差频率/2=0,这表明此时通入转子绕组的电流频率为0,也即直流电流，与普通的同步电机一样。下面从等效电路的角度分析双馈电机的特性。首先，作如下假定：1.只考