双馈异步发电机.
双馈异步发电机
双馈异步发电机交流励磁发电机又被人们称之为双馈发电机.交流励磁发电机由于转子方采用交流电压励磁,使其具有灵活的运行方式,在解决电站持续工频过电压、变速恒频发电、抽水蓄能电站电动-发电机组的调速等问题方面有着传统同步发电机无法比拟的优越性。
交流励磁发电机主要的运行方式有以下三种:1) 运行于变速恒频方式;2) 运行于无功大范围调节的方式;3) 运行于发电-电动方式。
关于双馈异步风力发电机：双馈异步风力发电机是一种绕线式感应发电机，是变速恒频风力发电机组的核心部件，也是风力发电机组国产化的关键部件之一。
该发电机主要由电机本体和冷却系统两大部分组成。
电机本体由定子、转子和轴承系统组成，冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种结构[1]。
双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变频器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。
由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了"柔性连接"，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。
双馈异步发电机原理：目前的风电机组多采用恒速恒频系统，发电机多采用同步电机或异步感应电机。
在风电机组向恒频电网送电时，不需要调速，因为电网频率将强迫控制风轮的转速。
在这种情况下，风力机在不同风速下维持或近似维持同一转速。
效率下降，被迫降低出力，甚至停机，这显然是不可取的。
与之不同的是，无论处于亚同步速或超同步速的双馈发电机都可以在不同的风速下运行，其转速可随风速变化做相应的调整，使风力机的运行始终处于最佳状态，机组效率提高。
同时，定子输出功率的电压和频率却可以维持不变，既可以调节电网的功率因数，又可以提高系统的稳定性。
双馈异步发电机的工作特性：双馈电机的结构类似于绕线式感应电机，定子绕组也由具有固定频率的对称三相电源激励，所不同的是转子绕组具有可调节频率的三相电源激励，一般采用交-交变频器或交-直-交变频器供以低频电流。
风力发电机组 双馈异步发电机 国标
风力发电机组双馈异步发电机国标（最新版）目录1.风力发电机组概述2.双馈异步发电机的定义及工作原理3.国标对双馈异步发电机的规定4.双馈异步发电机在风力发电中的优势5.双馈异步发电机的国内外现状6.双馈异步发电机的发展趋势正文一、风力发电机组概述风力发电机组是一种可再生能源设备，通过将风能转化为电能，为我国提供清洁的能源来源。
风力发电机组主要由风轮、传动系统、发电机等部分组成。
其中，发电机是风力发电机组的核心部件，其作用是将风轮产生的机械能转化为电能。
二、双馈异步发电机的定义及工作原理双馈异步发电机是一种绕线型电机，其主要由定子和转子两大基础结构组成。
双馈异步发电机的特点是电网负责提供定子绕组所需电压，而转子绕组所需能量则来自于变频器。
通过将定子和转子连接到电网上，实现能量的转化。
三、国标对双馈异步发电机的规定我国国家标准《风力发电机组，双馈异步发电机 (第 1 部分):技术条件》(gb/t,23479.1-2009) 对双馈异步发电机的技术条件进行了详细规定。
该标准由全国风力机械标准化技术委员会归口，永济新时速电机电器有限责任公司、湘潭电机股份有限公司、清华大学、沈阳工业大学等单位参与起草。
四、双馈异步发电机在风力发电中的优势双馈异步发电机在风力发电中具有以下优势：1.提高发电效率：双馈异步发电机通过变频器调整电机的转速和电压，使其始终处于最佳工作状态，从而提高发电效率。
2.降低成本：双馈异步发电机结构简单，且采用增速齿轮箱，使得电机体积小、重量轻，易于安装和维护，从而降低成本。
3.提高系统可靠性：双馈异步发电机采用全功率变频器，具有较强的过载和过流保护能力，可提高整个风力发电系统的可靠性。
五、双馈异步发电机的国内外现状目前，双馈异步发电机在国内外的发展已经取得了长足的进步，广泛应用于风力发电等领域。
然而，一些核心技术仍需进一步完善，以提高发电效率和降低成本。
六、双馈异步发电机的发展趋势随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，双馈异步发电机在风力发电领域的应用将更加广泛。
双馈异步风力发电机 原理
双馈异步风力发电机（DFIG）是一种常用于大型风力发电系统中的发电机。
它采用了双馈结构，即转子上的差动输出。
下面是双馈异步风力发电机的工作原理：
1. 变速风轮：风力通过变速风轮传递给风力发电机。
2. 风力发电机转子：发电机的转子由固定的定子和可旋转的转子组成。
转子上有三个绕组：主绕组、辅助绕组和外部绕组。
3. 风力传动：风力使得转子转动，转子上的主绕组感应出交变电磁力，产生主磁场。
4. 变频器控制：通过变频器，将固定频率的电网电压和频率转换为可调节的电压和频率。
5. 辅助转子绕组：辅助绕组连接到变频器，通过变频器提供的电压和频率来控制转子的电流。
6. 双馈结构：辅助转子绕组的电流经过转子上的差动输出到外部绕组，形成双馈结构。
外部绕组与电网相连。
7. 发电转换：转子上的双馈结构使得发电机能够将风能转化为电能，
并输出到电网中。
通过双馈异步风力发电机的工作原理，可以实现对风能的高效转换和可调节的发电功率输出。
同时，利用双馈结构，可以提高发电机对风速变化的适应性和控制性能，从而提高整个风力发电系统的效率和稳定性。
双馈异步发电机 工作原理
双馈异步发电机工作原理
双馈异步发电机是一种常用于风力发电系统的发电机，其工作原理是利用两个独立的电路，即主回路和辅助回路，来实现有效的变速调节和发电功率控制。
主回路是由发电机的定子绕组和电网组成，它负责将发电机产生的电能传输到电网中。
辅助回路由辅助回路绕组和产生逆变电压的逆变器组成。
辅助回路将逆变后的电能送回到发电机的转子绕组中，这样就形成了发电机的双馈结构。
通过控制逆变器输出的电压和频率，可以实现对发电机的转速和功率的调节。
在运行过程中，双馈异步发电机的转子绕组通过转速传感器等装置实时监测转子的转速，并将转速信号传输给控制系统。
根据所设定的转速和功率要求，控制系统通过调节逆变器的输出电压和频率，来控制转子的转速。
具体地说，当风能资源较为丰富时，控制系统会提高逆变器的输出电压和频率，从而提高转子的转速。
反之，当风能资源较为稀缺时，控制系统会降低逆变器的输出电压和频率，使转子的转速下降。
通过灵活地调节逆变器的输出，双馈异步发电机能够在不同的风力条件下运行，并始终保持较高的发电效率。
总的来说，双馈异步发电机通过在转子回路中引入辅助回路，并通过逆变器来调节转子的转速和功率，实现了对风力发电系统的灵活控制。
这种发电机具有高效、可靠和可变风速工作范围宽等优点，成为风力发电系统中常用的发电设备之一。
双馈异步发电机..
附：自动注油器相关参数
P1 及P2分别为暂停时间的时与分。0.4(4分)-59小时59分 P3 为每周期的循环次数(1-5) P4 为外部故障显示的监控继电器输出信号(NO、 NC) 每冲程出油量为 0.18 cm3(出厂默认设为最大) PP 设定的暂停时间 rP 剩余的暂停时间 AC 自动启动润滑循环的次数 (最大9999) UC 手动启动润滑循环的次数 (最大9999)
转子类型： 绕线式 转子绕组接线方式：星型 转子额定电压： 419 V 转子堵转电压： 2018 V 最大转子电流： 450 A 绝缘等级： H 级 结构型式： IM B3 极数： 4 极 冷却方式： 机壳水泠 绕组温升限值： 105 K 转向： 从输出轴方向观察为逆时针 防护等级： IP54 重量： 不大于 6350 kg
五、日常维护
电机所必需的维护包括： a. 轴承维护（含润滑） b. 滑环和电刷维护 c. 清洁电机和附件。 5.1为保证电机的使用寿命，轴承要求定期润滑。 润滑脂牌号：Shell Albida EMS2 如因某种原因没有所要求的润滑脂，使用其他等 级相当的润滑脂，需确定两种油脂的相容性和新油脂 加注量。加注时要严格保证润滑脂的清洁。 加油部位及周期： 传动端 （润滑点1）每运转3500h 加注 100g。 非传动端 (润滑点2）每运转3500h 加注 100g。
3.3 加热器 电机装配有4个供电电压为220V功率为150W的电 加热器。电加热器的电源线已引至辅助接线盒中。具 体接线位置可参考接线盒盖板背部的接线图。
注意事项： 1）为了电机获得加热一致性，每干燥20分钟将电机转子转1/4。 2）每小时测量一次绝缘电阻。 4）电机正常工作时，必须断开加热器的电源
什么是“双馈”？双馈异步发电机的原理和条件是什么？
什么是“双馈”？双馈异步发电机的原理和条件是什么？“双馈”是异步电机的一种运行方式，也是一个专用术语。
其中的“馈”字，英语为“Fed ”，在这里，汉语应该理解为电能“交换”，故双馈即是双端馈电。
注意，“Fed ”并不确指电能的交换方向（输出还是输入），所以，双馈既有双馈发电机，亦有双馈电动机。
对于绕线转子的异步电机，除了定子必然和电源相联之外，转子也可以和电源相联，于是，当电机作为发电机时，称之为双馈异步发电机；反之作为电动机时，则称为双馈电动机，而只有一端和电源相联的普通电机则属于“单馈”。
还要指出，双馈发电或双馈电动均属于和外部电源的电能交换，因此，双馈（Double Fed ）以及串级（Cascade Control ）都应归属于外馈（）。
双馈异步发电机的基本原理和普遍的异步发电机原理是一致的，所不同的是，双馈发电机的转子不是单纯地输入机械功率M P ，还有和附加电源交换的电功率K P 。
这样做的目的何在？我们先从普通的异步发电机谈起。
按照异步电机的原理，异步发电机的功率转换流程为转子功率2P —→电磁功率em P —→定子电功率1P考虑到功率转换中的损耗，转子的功率2P 必须大于转子的电磁功率em P ，即有2P ＞em P这是能量守恒的体现，也是异步发电机的核心原理。
发电机目的是将机械能转化为电能，所以，按理转子功率2P 应该就是机械功率M P ，但是问题出来了，根据电机学和力学原理，旋转电机的机械功率普遍表达为n T P M M 602π= 等于机械转矩M T 和转速n 的乘积；而异步电机的电磁功率表达为1602n T P em π= 即为电磁转矩T 和同步转速1n 的乘积。
同步转速是旋转磁场的转速，且pf n 1160=考虑到电机稳定运行必然遵循转矩平衡原理，也就是机械转矩和电磁转矩大小相等，方向相反，即M T T =结果，在n ＜1n （亚同步）时，却是M P ＜em P或者2P ＜em P转子功率小于电磁功率，异步电机不但不能发电，反而是作电动机运行。
双馈异步发电机工作原理
双馈异步发电机工作原理
双馈异步发电机是一种常见的发电机类型，其工作原理相对复杂，但通过深入了解其结构和工作原理，我们可以更好地理解其在
发电领域的应用。
在本文中，我们将详细介绍双馈异步发电机的工
作原理，帮助读者更好地理解这一技术。
首先，双馈异步发电机由定子和转子两部分组成。
定子部分类
似于普通的异步发电机，而转子部分则具有额外的电气设备，使其
具有双馈特性。
在发电机运行时，定子部分产生的磁场会感应转子
部分产生额外的电流，从而形成双馈效应。
双馈异步发电机的工作原理可以简单分为以下几个步骤，首先，当发电机转子部分受到机械输入时，会产生旋转磁场；其次，定子
部分的三相绕组会感应旋转磁场，从而产生感应电动势；接着，这
部分感应电动势会驱动定子部分形成电流，进而产生磁场；最后，
这个磁场与转子部分的磁场相互作用，形成电磁转矩，从而驱动发
电机产生电能。
双馈异步发电机的工作原理相对于普通的异步发电机来说更为
复杂，但其双馈特性使其在一些特定的场合具有更好的性能。
例如，
在风力发电领域，双馈异步发电机能够更好地适应风能的波动，提高发电效率；在水力发电领域，双馈异步发电机能够更好地适应水流的变化，提高发电稳定性。
总的来说，双馈异步发电机是一种在特定场合具有优势的发电机类型，其工作原理虽然相对复杂，但通过深入了解其结构和工作原理，我们可以更好地理解其在发电领域的应用。
希望本文能够帮助读者更好地理解双馈异步发电机的工作原理，为相关领域的研究和应用提供帮助。
双馈异步发电机原理
双馈异步发电机原理双馈异步发电机（Double Fed Induction Generator，DFIG）是一种常用于风力发电系统的电机。
它具有一定的功率调节能力和较高的发电效率，在现代能源领域得到广泛应用。
本文将就双馈异步发电机的原理进行介绍。
一、简介双馈异步发电机由固定部分（定子）和旋转部分（转子）组成。
定子绕组中通以三相对称电流，形成旋转磁场，而转子通过刚性转子轴与风力发电机的转动相连。
定子与转子的耦合通过定子绕组和转子绕组之间传递电流来实现。
这就是为什么它被称为“双馈”发电机的原因。
二、工作原理当双馈异步发电机以风力发电机的转动速度运转时，风轮带动发电机旋转，同时将机械能转化为电能。
定子的电压通过电网和电池汇流条供电。
为了实现双馈异步发电机的控制，定子绕组由逆变器供电，逆变器通过电网进行功率调节，并使双馈异步发电机保持在最佳工作状态。
三、主要特点1. 调节能力：双馈异步发电机的电压和频率可以通过逆变器调节，从而实现对功率输出的精确控制。
这使得它在风能系统中成为一种理想的发电机。
2. 高效性能：相比传统发电机，双馈异步发电机在输送能量时能够减小电流的损耗，提高发电效率。
3. 提高动态响应：双馈异步发电机可以通过逆变器的调节来提高其动态响应能力，使其能够更快速地适应变化的风速和负载。
4. 减少对电网的影响：双馈异步发电机可以通过逆变器来控制发电功率，减少对电网的负荷影响，提高电网的稳定性和可靠性。
四、应用领域双馈异步发电机在风力发电系统中得到广泛应用。
其调节能力和高效性能使其成为风能转换系统的核心组件。
同时，双馈异步发电机也可以应用于其他领域，如水力发电、轨道交通以及工业领域等。
总结双馈异步发电机具有调节能力强、高效、动态响应快以及对电网影响小等特点，为风力发电系统带来了巨大的发展潜力。
随着能源需求的不断增长，双馈异步发电机将继续在可再生能源领域发挥重要作用，为我们提供更清洁、可持续的发电解决方案。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
具体例子
当电机的转速等于同步转速时，转子侧消耗电能，定子侧 向电网发电，此时电机的旋转频率正好是50Hz,根据上述 公式，此时转子电流的频率正好为0，即此时转子侧电流 为直流电。 当电机的转速大于同步转速时，电机的定子和转子同时向 电网供电，此时的定子输出交流电频率为f=f1-f2（f1是电 机转子的旋转频率，f2是转子电流的频率）如电机的旋转 频率为60Hz（电机转速为60×60/2＝1800转），那么此 时观测到的转子电流频率为10Hz， 此二者相减正好等于电网所需频率50Hz。
具体例子
同步转速是指定子绕组的旋转磁场与转子的转速相同，电 源频率与转速关系：n＝60f/P（n：同步转速；f：电源频 率；P：电机极对数） 例 我国电源频率50HZ时，现在常用的双馈电机的极对数 是2极，所以同步转速n＝60×50/2＝1500(转) 当电机的转速小于同步转速时，转子侧消耗电能，定子侧 向电网发电，此时的定子输出交流电频率为f=f1+f2（f1是 电机转子的旋转频率，f2是转子电流的频率）比如将电机 的旋转频率设定为40Hz（电机转速为60×40/2＝1200转 ），那么此时观测到的转子电流频率为10Hz，此二者相 加正好等于电网所需频率50Hz。
变速风力发 电机组
可以方便调 节有功功率 和无功功率 的输出，同 时调节电网 的功率因数。
变速风力发电机组
可以控制励磁调节发 电机的功率因数，使 功率因数达到1。在 相同条件下，同步发 电机的调速范围比异 步发电机更宽。
前言
风力发电是将风能转化为电能，由于风是随时变 化，不可捉摸的，所以风力发电机发出的电是无 规则杂乱无章的， 这些杂乱无章的电能如果直接 并入电网，会对电网造成极大的冲击，引起电网 电压不稳等不良现象。双馈发电机的主要作用就 是将这些杂乱无章的电能转化成电网能够接收的 电能后再并入电网，力求不对电网造成冲击，即 将使电机输出的电压和电网完全一致，也就是决 定电压的三要素（频率、幅值、初相角）要完全 一致
转差率
异步电动机所谓异步，是指定子旋转磁场转速和转子转速不同。 定子旋转磁场的转速和电网频率严格对应称为同步转速。n=60f/p ,其 中f为电网频率，p为电机磁极对数。 所以，转差率就是定子旋转磁场转速与转子转速之差再除以定子旋转 磁场转速（同步转速）。 S=(n1-n)/n1 式中： n1为同步转速, n 为电机转速。 原理：定子绕组通入三相交流电，产生旋转磁场，旋转磁场切割转子 导体，产生感应电动势，感应电动势在导体内产生电流，转子电流与 定子磁场相互作用产生电磁力，带动转子旋转，这个旋转的方向与定 子的旋转磁场的方向一致。无外力影响的情况下，转子旋转的速度低 于定子磁场旋转的速度。定子磁场旋转的速度与转子旋转的速度之差 与定子磁场的旋转速度之比，就是转差率。
变速恒频双馈发电机运行时电机转速与定、转子 绕组电压频率关系的数学表达式： f1=（p/60）×nr±f2 式中： f1为定子电压频率； p为电机的极数； nr为双馈发电机的转速； f2为转子励磁电压频率。 由上式可知，当转速nr发生变化 时，若调节f2变 化，可使f1保持恒定不变，实现双馈发电机的变 速恒频控制。
能量关系
a.
亚同步发电运行 nr ＜n1时 ， （即 0＜S＜1） f2取正号，如果忽 略各种损耗，则发电 机的能量关系为： P电磁=P机械+P转差 P上网=P电磁 （定子馈电，转子由变 频器提供励磁）
能量关系
超同步发电运行 nr ＞ n1时， （即 S＞1） f2取负号，如果忽略 各种损耗，则发电机 的能量关系为： 械=P转差+P电磁 P上网=P转差+P电磁 （定子馈电+转子馈 电） 注：n1为发电机的同步 转速。
b.
无功输出
无功输出
当双馈发电机输出的有功功率和转速保持恒定时，调节转 子励磁电流可以调节无功功率，控制功率因数。 当处于“欠励状态”时，定子电流Is超前于电网电压Us， 定子电流中有超前的无功分量，发电机的输出中，有超前 的无功功率；当从某一欠励磁状态开始增加转子励磁电流 时，发电机输出的超前无功功率开始减少，从而定子电流 中超前的无功分量也开始减少；达到正常励磁时，无功功 率变为零，定子侧电流中的无功分量也变为零，此时 cosφ=1；如果此后继续增加转子励磁电流，将进入“过 励状态”，定子电流Is滞后于电网电压Us，定子电流中有 滞后的无功分量，发电机将输出滞后性的无功功率，随着 转子励磁电流的增加，定子电流中滞后的无功分量也增加。 因此，欠励磁时功率因数超前（容性），过励磁时功率因 数滞后（感性）。双馈发电机具有与同步发电机相似的无 功功率调节特性曲线（即“V”形曲线） 。
双馈异步发电机
风力发电机的主要类型
异步发电机 双速发电 机 绕线式异步发 电机 双馈异步发 电机 同步发电机 低速永磁同步发电机
使用 场合
特点
定桨距风 力发电机 组
低风速低 速运行， 使发电机 也具有在 较高的效 率水平。
变桨距风力发 电机组
高风速时可以 通过控制转子 电阻，使得输 出功率保持平 稳。
旋转磁场产生
双馈发电机原理
二、双馈发电机的工作原理
双馈发电机的定子绕组接工频电网，转子绕组由具有可调节频率、相 位、幅值和相序的三相电源励磁，采用双向可逆专用变频器。双馈发 电机可以在不同的风速下运行，其转速可以随风速的变化做相应调整， 使风力机的运行始终处于最佳状态，提高了风能的利用率。同时，通 过控制馈入转子绕组的电流参数，不仅可以保持定子输出的电压和频 率不变，还可以调节输入到电网的功率因数，提高系统的稳定性。
三、双馈发电机的特点
1.
由于定子直接与电网连接，转子采用变频器 供电，因此，系统中的变频器容量仅取决于 发电机运行时的最大转差功率，一般发电机 的最大转差率为25%~35%，因而变频器的 最大容量仅为发电机额定容量的1/4~1/3。这 样，系统的总体配置费用就比较低。 具有变速恒频的特性。 可以实现有功功率和无功功率的调节。