1.5MW双馈风力发电机电气原理图
1.5MW风机主控及电气回路
一、双馈机组技术介绍，二、控制系统介绍，三、通讯及安全链系统，四、重要设备软硬件，五、控制模式介绍一、双馈机组技术介绍1、双馈机组运行原理2、发电原理介绍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/120）×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亚同步运行n r＜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）超同步运行n r＞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：P机械=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。
3、控制策略介绍叶尖速比：叶轮的叶尖线速度与风速之比。
叶尖速比在5-15时，具有较高的风能利用系数Cp。
通常可取6-8 。
二、控制系统介绍1、控制系统结构塔底柜：塔筒柜/变流器机柜机舱柜：变桨控制柜/机舱控制柜2、控制系统硬件组成PLC 主站塔底从站机舱从站（20）：数字量机舱从站（22）：模拟量3、重要卡件介绍PROFIBUS 现场总线主站接口：CX1500-M310CPU：CX1020电源模块：CX1100-0002Profibus总线耦合器：BK3150端子供电模块：KL9210数字输入输出模块：KL1104、KL2134模拟输入模块：KL3204电网检测模块：KL3403：输入：三相电压、电流；计算：电压电流有效值，有功功率、视在功率、电流峰值、频率 安全链模块：KL1904、KL2904、KL6904差分模拟量输入模块：KL3404SSI编码器接口端子：KL5001三、通讯及安全链系统1、Profibus通讯结构Profibus总线终端器Profibus接线顺序：变流器——》Profibus主站CX1500-M310——》塔底柜BK3150（11号站）——》塔底柜光电转换器——》机舱柜光电转换器——》机舱柜BK3150（20号站）——》机舱柜BK3150（22号站）——》变桨系统2、安全链系统安全链是风机的最后一道保护，为一组串联的常闭接线电路，安全链动作会触发紧急停机，系统由3片KL1904，一片KL6904和一片KL2904组成。
风力发电机工作原理及原理图
风力发电机工作原理及原理图风力发电机工作原理及原理图风力发电机工作原理及原理图现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网.如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电.最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成,立在一定高度的塔干上,这是小型离网风机.最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无,电压和频率不稳定,没有实际应用价值.为了解决这些问题,现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等.齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分).同时也使得发电机易于控制,实现稳定的频率和电压输出.偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向.要知道,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,叶轮30吨,使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度.风机是有许多转动部件的,机舱在水平面旋转,随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转,以便产生动力扭距.对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距.在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车.早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用),现在电变距系统逐步取代液压变距.就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在13米/秒左右发出额定功率.然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率附近发电,直到风速达到25米/秒时自动停机.现代风机的设计极限风速为60-70米/秒,也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏.理论上的12级飓风,其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒.风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制,在稳定的电压和频率下运行,自动地并网和脱网;同时*齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的油压,对出现的任何异常进行报警,必要时自动停机,属于无人值守独立发电系统单元.风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。
1.5MW风力发电机
1.5MW 双馈、恒频、 变桨风力发电机
国电联合动力技术有限公司 培训中心
1.5MW 风力发电机
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一、 风力发电机由叶轮、机舱、塔筒三大部分组成， 1.5MW 风力发电机满发时 1 小时可以向电网输送 1500 度电量。 一群风力发电机，组成风力发电场（一般 5 万千瓦以下风电场可由地 方发改委审批，即可建风力发电场，即 33 台 1。5MW 49.5MW ） 国内风电场厂每年满发电为 2000-3000 小时（每年 8760 小时） 按平均 2300 小时计算每度电 0.56 元，一个 4.95 万千瓦风电场
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年售电收入为 6375.6 万元
风场建设费约 4 亿元，收回成本的 6—8 年
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风力发电场
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。
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二、风力发电机整机主要包括：
1.机座 2.传动链（主轴、齿轮箱 3. 偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴
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偏航刹车：风机的转动方向应该是按照指令的方向转动的。当偏航电机转动的时候， 液压刹车系统处于释放状态，这时偏航刹车钳还会有一定的抱紧量，以保证偏航的速 度恒定，保护风机。当偏航电机停止转动时，液压刹车系统处于刹车状态，将风机固 定在相应的位置上。 偏航刹车钳：它固定在风机机座上。
风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器 里，经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令，为了增大偏航时 的力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在偏航轴承上， 带动风轮偏航对风，当对风完成后，风向标失去电信号，电机停止工作，
双馈风力发电机的工作原理
电机的气隙中形成一个旋转的磁场，这个旋转磁场的转速
n1 称为同步转速，
它与电网频率 f1 及电机的极对数 p 的关系如下：
n1
=
60 f1 p
（3-1 ）
同样在转子三相对称绕组上通入频率为 对于转子本身的旋转速度为：
f 2 的三相对称电流， 所产生的旋转磁场相
1-
n2
=
60 f 2 p
（3-2 ）
.
.
? 1 = - 1- 1 R1 + jX1
E′ I ′ ?
? ? ?
.
2=
.
2
? ?? ?
R2′+ s
? jX 2′??
?
?.
.
.
E E′ I ? 1 = 2 = - m( jX m)
?
.
.
.
? ?
I 1 = I ′2- I m
（3-6 ）
从等值电路和两组方程的对比中可以看出， 双馈电机就是在普通绕线式转子电机
双馈电机的数学模型与三相绕线式感应电机相似， 是一个高阶、 非线性 、 强耦合的多变量系统。为了建立数学模型，一般作如下假设：
a) 三相绕组对称，忽略空间谐波，磁势沿气隙圆周按正弦分布。 b) 忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是线性的。 c) 忽略铁损。 d) 不考虑频率和温度变化对绕组的影响。
6-
综合超同步和亚同步两种运行状态可以得到下面的一般关系 Pmech 与 P1 的关系为 Pmech = (1- s)P1
P2 与 P1 的关系为 P2 = sP1
超同步时有 Pmech > P1 ，亚同步时有 Pmech < P1 双馈电机的数学模型
上一节我们从双馈电机稳态等效电路以及功率流向的角度分析了双馈电机 的工作原理， 但这对于控制来说是远远不够的， 本节我们将通过从数学模型的角 度来分析双馈电机为下一步的控制做准备。
第二章双馈风力发电机的原理及设计
2.3 双馈异步发电机运行特点
在变速恒频发电中得到广泛应用的交流 励磁双馈发电机，具有定、转子双套绕 组，可以从定、转子两侧回馈能量，兼 有同步发电机和异步发电机的特点.交流 励磁双馈发电机定子三相绕组接入电网， 转子绕组也采用多相平衡绕组（一般为 三相），经交-直-交变频器通入幅值、频 率和相位可调的三相低频励磁电流，变 频器一般经变压器接至电网。
科技质量部根据公司实际情况规划制定项目计划 制造分公司下工作令（根据销售分公司与客户签 订合同的内容如交货时间、数量等下达）
设计部门前期准备，定方案、 结构形式、槽形等并预提设计
工艺部根据设计部预提的方 案设计模具
制造分公司根据设计部预提方案 采购主轴锻件等大型部件的材料
设计部设计，完成设计图纸，包括产品图、文件、包装设计要求等 图纸入库 晒图发图 各车间生产 设计部门负责生产服务 设计部等其他部门根据问题 所在解决问题 营销服务处
二 双馈风力发电机原理及设计
东方电气（乐山）新能源设备有限公司 技术处 蔡梅园
二 双馈风力发电机概况及设计
主ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ内容：
1.风力发电机组的分类及结构 2.双馈风力发电机原理 3.我公司1.5MW双馈风力发电机 4.双馈风力发电机设计
1.风力发电机组的分类及结构
1.1 风力发电机机组的分类
1.1.1从结构上分类。 风力发电机组从结构上可分为两类。 其一是水平轴风力机，叶片安装在水平轴 上，叶片接受风能转动去驱动所要驱动的机械。 水平轴风力机分多叶片低速风力机和1～3个叶 片的高速风力机。如图1。
2.3 双馈异步发电机运行特点
双馈异步发电机的结构与绕线式异步电动机 完全相同，定转子都具有三相对称绕组。但在 运行上具有以下两个特点： 1）、双励磁 定子绕组与电网相联，接受电网励磁使电 机运行在异步状态。转子绕组与变频器相联， 接受由变频器提供的交流励磁，使电机运行在 同步状态。 2）、双反馈 电机将轴上输入的机械功率（风电次机械 功率有风机产生）通过异步及同步两种作用转 换成电能，分别从定子和转子反馈到电网上：
华锐1.5MW风力发电机组培训_(电气部分)
概述
主要内容
• 电控部分主要由以下几个方面组成： • Training 1500 Control • Training 1500 Yaw • Training 1500 Brake • Training 1500 Oil • Training 1500 Water • Training 1500 Converter • Training 1500 pitch • Training 1500 Battery • Training 1500 Safety Chain • Training 1500 Other
温度
历史数据-故障
历史数据-故障
历史数据-总计数器
历史数据-功率曲线
风频
发电量
• SL1500风力发电机组目前使 用的是超声波风速风向测试 仪。
• 风速仪可以测量风速、风向、 和外界温度。
• 通过防雷模块、串行通讯数 据线传给从站PLC。
• 通过对风向的测试，确定风 力发电机组与正风向之间的 夹角。
SL1500中变频器功能介绍
• 发电机用变频器。 • 硬件上，发电机用变频器为IGBT整流变频
器，SVPWM(空间矢量脉宽调制 )技术。
SL1500中变频器功能介绍
• 发电机侧变频器与发 电机转子相连。
• 功率容量上，两倍于 网侧变频器。
• 软件上，发电机侧变 频器采用矢量控制， 接受来自发电机的速 度反馈并进行解藕。
• 控制系统主要分为两部分：
– 通信回路 – 控制面板 – 远程PWM
Control
远程PWM软件的操作方法和现场的控制面板基 本一致，建议在掌握控制面板的使用方法后， 再学习PWM软件的使用。
Control－通讯回路
1.5MW风力发电机
1.5MW双馈、恒频、变桨风力发电机国电联合动力技术有限公司培训中心1.5MW风力发电机一、风力发电机由叶轮、机舱、塔筒三大部分组成，1.5MW风力发电机满发时1小时可以向电网输送1500度电量。
一群风力发电机，组成风力发电场（一般5万千瓦以下风电场可由地方发改委审批，即可建风力发电场，即33台1。
5MW 49.5MW ）国内风电场厂每年满发电为2000-3000小时（每年8760小时）按平均2300小时计算每度电0.56元，一个4.95万千瓦风电场年售电收入为6375.6万元风场建设费约4亿元，收回成本的6—8年风力发电场。
二、风力发电机整机主要包括：1.机座2.传动链（主轴、齿轮箱）3. 偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）4.踏板5.电缆线槽6.发电机7.联轴器8.液压站9.冷却泵(风冷型无)10.滑环组件11.自动润滑12.吊车13.机舱柜14.机舱罩15.机舱加热器16.轮毂1、机座：机座是风力发电整机的主要设备安装的基础，风电机的关键设备都安装在机座上。
(包括传动链（主轴、齿轮箱）、偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）、踏板和棒、电缆线槽、发电机、联轴器、液压站、冷却泵(风冷型无)、滑环组件、自动润滑、吊车、机舱柜、机舱罩、机舱加热器等。
机座与现场的塔筒连接，人员可以通过风电机塔进入机座。
机座前端是风电机转子，即转子叶片和轴。
2、偏航装置：自然界的风，方向和速度经常变化，为了使风力机能有效地捕捉风能，就相应设置了对风装置以跟踪风向的变化，保证风轮基本上始终处于迎风状况。
风力发电机的偏航系统也称为对风装置，其主要作用在于当风向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。
另外、当风机对风相同一个方向旋转几圈之后，向塔筒底部输送电力的线缆也会扭转，为了保护电缆，系统会控制风机向相反的方向旋转，既解缆。
为了使风机的桨叶转子工作始终朝向某个方向，在风机内安设了偏航系统，风力机的偏航系统即对风装置。
东汽双馈交流励磁风力发电机工作原理
东汽双馈交流励磁风力发电机工作原理东方汽轮机厂作为我国大型发电设备制造企业，在新能源的开发利用中，从潜心学习，默默跟跑，到创造性地实现技术转化，依靠自主创新，实现了国内最大功率的、国产化程度最高的风电机组的规模生产能力，从而成为行业“领头羊”。
2004年11月1日东汽成功引进德国RNpower公司的1500千瓦MD70/77型风电机组，该机组是国内目前最大功率的风能发电机组。
2005年4月，在山东鲁能发展集团的投标中，东汽一具中标7台1500千瓦的MD70/77风电机组，并在年底安装调试完成。
目前，东汽研制生产的全国最大功率的风电机组已在山东荣成落成并网。
“一凤引来百鸟鸣”，新年伊始，东汽与呼伦贝尔过程国华电力公司签下风电机组定单，金额高达3.3亿元人民币，并按用户要求，将在2006年10月份全部安装、调试完毕，形成并网发电能力。
呼伦贝尔风电工程，标志着国内最大功率的峰巅机组不但在东汽形成了批量生产的能力，而且将依托企业的自主创新，达到70%的国产化率的目标。
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。
(1) 双馈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-交变频器供以当双馈电机定子对称三相绕组由频率为f1(f1=P•n1/60)的三相电源供电时，由于电机转子的转速n＝(l-s)n1(s为转差率，n1为气隙中基波旋转磁场的同步速率)。