双馈发电机原理讲解
双馈式风力发电机原理
双馈式风力发电机原理双馈式风力发电机介绍双馈式风力发电机是一种常见的风力发电装置。
它具有较高的效率和良好的适应性，被广泛应用于风力发电场。
下面将逐步解释双馈式风力发电机的原理。
风能转换风是一种自然资源，可以转化为电能。
风力发电机通过转换风能为机械能，再将机械能转化为电能，实现风能的利用。
双馈式风力发电机在风能转换过程中采用了特殊的设计，使得发电效率更高。
基本原理双馈式风力发电机的基本原理如下：1.风能转化为旋转动能：风力发电机的叶片接收到风的动能，产生旋转运动。
2.传递旋转动能：旋转的轴通过齿轮传动等方式，将旋转动能传递给转子。
3.转子的双馈结构：转子包含一对主磁极和一对辅助磁极，其中辅助磁极是可调节的。
4.感应发电原理：主磁极在转子上产生的磁场与定子上的线圈相互作用，产生感应电动势。
5.电能传输：感应电动势经过变频器和其他电气设备进行调节和转换后，传输到电网中。
双馈式结构优势双馈式风力发电机采用双馈结构，具有以下优势：•提高稳定性：通过调整辅助磁极的位置，可以实现对转速和功率的精确控制，提高系统的稳定性。
•减小成本：辅助磁极的可调节性降低了对控制系统的要求，减小了成本。
•适应性强：双馈式风力发电机适应性强，可以适应不同的风速和转速变化。
总结双馈式风力发电机通过利用风能转化为电能，实现了对风力资源的有效利用。
它采用双馈结构，通过调节辅助磁极的位置，实现对转速和功率的精确控制，提高了系统的稳定性和功率输出。
双馈式风力发电机具有较高的效率和适应性，是目前风力发电场常用的装置之一。
双馈发电机原理讲解完整版
双馈发电机原理讲解 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】一．双馈发电机原理讲解二．风力发电机的主要类型1．异步发电机笼鼠式异步发电机特点：应用于早期的风力发电机，离网型的小型发电机，结构简单，性能稳定，成本低。
缺点：并网运行时，转速必须超过同步转速，在风速较小的时候效率很差。
一般做成大小两个发电机，或者改变定子绕组以改变同步转速，按照风速段转换。
绕线转子异步发电机特点：转子绕组外接电阻，在风速变化的时候，改变外接电阻的大小以控制输出的功率。
风速大的时候多余的能量可以消耗在转子电阻上。
双馈异步发电机特点：使用双馈变频器对转子进行交流励磁，随着转子物理转速的变化，改变交流励磁的交流电的频率，幅值，相序以及相位，以使定子输出的电压幅值和电流频率保持恒定，同时可以向电网输出感性或容性的无功。
2．同步发电机永磁同步发电机特点：转子由永磁材料制成，结构简单，不易损坏和维护方便，容量可以做到很大。
转子可以做成很多级，这样可以使其同步转速降低，配合全功率变流器，在低风速的时候也可以发电。
一般用于海上风机。
直流励磁同步发电机特点：现在的水力和火力发电机组使用的形式，转子由直流励磁，改变励磁电流的大小，可以调节输出的功率大小和因数。
三． 双馈异步发电机原理1．旋转磁场旋转磁场就是一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。
从理论分析和实践证明，在对称三相绕组中流过对称三相交流电时会产生这种旋转磁场。
三相对称绕组就是三个外形、尺寸、匝数都完全相同、首端彼此互隔120o 、对称地放置到定子槽内的三个独立的绕组由电网提供的三相电压是对称三相电压，由于对称三相绕组组成的三相负载是对称三相负载，每相负载的复阻抗都相等，所以，流过三相绕组的电流也必定是对称三相电流。
2．旋转磁场的转速和转向以异步电动机为例，说明旋转磁场的转速和方向同励磁电流的关系。
① ωt=0 o 时，合成磁场方向：向下② ωt=60o 时，合成磁场方向顺时针转过60o 。
双馈风力发电机工作原理
双馈风力发电机工作原理双馈风力发电机由三个主要部分组成：风轮，机械传动系统和电气系统。
风轮是由叶片和轮毂组成的，它负责将风能转化为旋转能量。
机械传动系统则负责将旋转能量转移到发电机上。
而电气系统则将机械能转化为电能，并送入电网中。
首先，风轮在风速的推动下开始旋转。
当风速足够高时，风轮旋转的速度也相应增加。
旋转的风轮通过主轴将旋转能量传输给发电机的转子。
与传统的固定速度（常规）发电机不同的是，双馈风力发电机是一种变速发电机。
它的转子上设有两组绕组：定子绕组和转子绕组。
定子绕组固定在发电机的圆柱形部分上，而转子绕组则固定在转子上。
定子绕组与电网直接相连，通过电网供电并产生旋转磁场。
转子绕组上也有一个与电网连接并可以提供电能的回路。
这个循环是通过一个双级功率变换器实现的，这也是双馈风力发电机名称的由来。
双级功率变换器是由一个转子侧变频器和一个定子侧变频器组成的。
当风轮旋转的速度发生变化时，定子绕组上的旋转磁场也会发生变化。
这个变化的旋转磁场会产生感应电动势，使转子绕组上的电流发生变化。
这个变化的电流经由双级功率变换器输入到定子绕组上。
由于双级功率变换器的存在，电流可以根据需求进行加减，从而实现功率的控制。
通过双级功率变换器，转子绕组上的电流可以与定子绕组上的电压相互配合，从而实现最佳的功率传输。
定子侧的变频器控制着定子绕组上的电流和频率，保持电网的稳定性和功率质量。
而转子侧的变频器则控制着转子绕组上的电流和频率，提高了发电机的效率和可靠性。
总的来说，双馈风力发电机通过风轮将风能转化为旋转能量，然后将旋转能量通过机械传动系统传输给发电机的转子。
转子上的双级功率变换器帮助将机械能转化为电能，并将其送入电网中。
通过双级功率变换器的灵活控制，双馈风力发电机能够提高整个系统的效率和稳定性，从而更好地利用风能资源。
双馈异步发电机原理及特点
双馈异步发电机原理及特点
双馈异步发电机原理：
双馈发电机是指发电机的定转子都能发电的发电机。
当发电机转速小于旋转磁场同步转速时，处于亚同步状态，此时变频器向发电机转子提供励磁电流，定子发出电能给电网；
当电机转速大于旋转磁场的同步转速时，处于超同步运行状态，此时发电机由定子和转子同时发出电能给电网；当电机转速等于旋转磁场的同步转速时，此时发电机作为同步电机运行，变频器向转子提供直流励磁。
当发电机转速变化时，若控制转子供电频率响应变化，可使电流频率保持恒定不变，与电网频率保持一致，实现了变速恒频控制。
特点：
双馈异步发电机只处理转差能量就可以控制电机的力矩和无功功率，降低了变频器的造价。
变频器的容量仅为总机组容量的1/3左右。
在最大输出功率时，转子和定子共发出1.5MW的电能。
因此，双馈异步发电机产生的谐波要比所有功率都经逆变器流入电网的同步电机或异步电机变速系统小得多。
转差频率调节,调速范围为发电机同步转速的33.3％。
降低控制系统成本、减少系统损耗，提高效率。
功率因数可调，发电机组具有无功功率控制能力，功率因数可恒为1。
根据需要，功率因数可在额定电压下最大达到容性0.95，感性0.90。
低风速时能够根据风速变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高风速时储存或释放风能量，提高传动系统的柔性，使功率输出更加平稳。
先进的双PWM变频器，实现四象限运行。
变速恒频技术大幅延长了核心部件的使用寿命，同时显著提高发电量。
缺点:
有碳刷结构，需要定期更换碳刷。
风力发电技术-第七讲 双馈发电机
定子及转子同时向电网馈电。
*
双馈发电机特性
运行转速范围下的特性： ➢ 发电机总功率 ➢ 定子功率 ➢ 转子功率 ➢ 转子电压 ➢ 转子电流
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双馈发电机维护
电刷维护方法
检查周期为运行后一周，以后每六个月维护一次。 ➢ 在发电机停机时把独立的电刷拔出来检查。
对于定子绕组 R1（最低值，20℃时）≥15×Un兆欧 R1（最低值，75℃时）≥ 5×Un兆欧， Un(定子额定电压，kV)
对于转子绕组 R2（最低值，20℃时）≥10×Un兆欧 R2（最低值，75℃时）≥ 2×Un兆欧， Un(转子开口电压，kV)
此处的最低值适用于当整个绕组测量时，而逐相测量时的最 低值则加倍。
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双馈发电机工作原理
双馈发电机三种运行状态
双馈发电机在稳定运行的时候，定子旋转磁势和转子磁势都是相对静止的、 同步旋转的。对双馈发电机来说有：np/60±f2=f1
式中： f1------定子绕组的电流频率； f2------转子绕组的电流频率； n-------转子的机械转速； p-------电机的极对数。
中的指示。
*
双馈发电机维护
绝缘电阻测试方法
绕组绝缘电阻为绝缘对于直流电压的电阻，此电压产生通过绝缘体及表面的泄漏电流。 绕组的绝缘电阻揭示了绕组有关吸潮及灰尘沉积程度的信息，即使没有达到最低值，也应干 燥或根据需要清洁发电机。
测量绝缘电阻
一个直流电压加在绕组被测部分及接地的机壳之间，在施加电压一分钟以后量取电阻值。 绕组不进行测试的部分以及测温元件都要接地。通常一个三相绕组是作一个整体来测量的。 发电机第一次运行之前或长时间不运行、放置之后再运行，应立即测量绝缘电阻值，原因是 经过不当运输、存放或装机之后，可能会有潮气浸入而造成绝缘电阻降到允许值以下。
双馈发电机的原理
双馈发电机的原理双馈发电机是一种独特的电动机，在发电和驱动领域得到广泛应用。
它采用了双馈结构，即同时给定定子绕组和转子绕组电源，具有高效率和较好的性能。
本文将详细介绍双馈发电机的原理及其工作过程。
一、双馈发电机的结构双馈发电机由定子绕组、转子绕组和磁路组成。
定子绕组是通过固定在定子上的线圈形成的，而转子绕组是固定在转子上的线圈。
通过将定子和转子绕组分别接入电源，实现对发电机的控制。
二、双馈发电机的原理双馈发电机的原理是基于磁场的相互作用和电流的感应。
当定子绕组通电时，产生的磁场将影响转子绕组中的电流。
反过来，转子绕组中的电流也会产生磁场，进一步影响定子绕组中的电流。
通过这种相互作用，能够实现能量的转换和传输。
三、双馈发电机的工作过程在正常工作状态下，双馈发电机的定子和转子绕组均接通电源。
定子绕组产生旋转磁场，通过与转子绕组的电流相互作用，产生驱动力矩。
转子绕组中的电流会产生磁场，与定子绕组的磁场相互作用，进一步提高发电机的效率和性能。
四、双馈发电机的优势相比传统的发电机，双馈发电机具有以下优势：1. 高效率：双馈发电机能够通过转子绕组中的电流来调节和控制磁场，从而提高发电机的效率。
2. 较好的性能：双馈发电机在低速启动和高速运行时具有较好的性能，能够适应各种工况要求。
3. 灵活性：双馈发电机的结构和控制方式可以根据实际需求进行调整，具有较强的灵活性和适应性。
五、双馈发电机的应用领域双馈发电机广泛应用于风力发电、水力发电和轨道交通等领域。
在风力发电中，双馈发电机能够充分利用风能，并通过优化的控制系统实现最大的发电效率。
在水力发电中，双馈发电机具有低噪音、高效率和可靠性等优点。
在轨道交通中，双馈发电机能够实现高速度和高扭矩的需求。
六、总结双馈发电机作为一种独特的电动机，通过双馈结构实现了高效率和较好的性能。
它的工作原理是基于磁场的相互作用和电流的感应。
双馈发电机的优势包括高效率、较好的性能和灵活性，广泛应用于风力发电、水力发电和轨道交通等领域。
双馈异步发电机原理最好的讲解
双馈异步发电机工作原理一、先知道什么是双馈风力发电机双馈发电的意思就是指感应电机的定子、转子同时能发出电能，双馈发电机其转子和定子都最终连于电网，转子与定子都参与励磁，其定子和转子都可以与电网有能量的交换。
二、双馈异步发电机的原理是通过叶轮将风能转变为机械转矩，通过主轴传动链，经过齿轮箱增速到异步发电机转速后，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。
双馈发电机正是由叶片通过齿轮箱变速，带动以达到定子侧输出相对完美正弦波，同时在额定转速下，转子侧也能同时发出电流，已达到最大利用风能效果。
三、特点1、由于定子直接与电网连接，转子采用变频供电，因此，系统中的变频器容量仅仅取决于发电机运行时的最大转差功率，一般发电机最大转差功率为25%-35%，因而变频器的最大容量仅为发电机容量的1/4-1/3，这样系统的总体配置费用就比较低。
2、具有变速恒频的特性。
3、可以实现有功功率和无功功率的调节。
四、如何实现变速恒频。
设双馈发电机的定子转子绕组为对称绕组，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磁场，这个旋转磁场的转速n1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=60f1/p ,同样在转子三相通入频率为f2的三相对称电流，所产生的旋转磁场速度为n2=60f2/p,改变f2即可改变n2，而且若改变通入转子三相电流相序，还可以改变此转子旋转磁场的转向，因此若设n1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±n2=n1=常数，则双馈电机定子绕组的感应电势如同在同步发电机一样，其频率将始终维持为f1不变。
双馈发电机的转差率s=(n1-n)/n1 ,则双馈发电机转子三相绕组内通入的电流频率应为f2=pn2/60=p(n1-n)/60=p(n1-n)/n1*n1=pn1/60*(n1-n)/n1=f1*s上式表明：在异步发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为f1*s的电流，则在双馈发电机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。
双馈发电机极对数
双馈发电机极对数摘要：1.双馈发电机的概念和基本原理2.双馈发电机的极对数定义和计算方法3.双馈发电机极对数的应用4.双馈发电机极对数在电力系统中的重要性正文：一、双馈发电机的概念和基本原理双馈发电机是一种特殊的交流发电机，它既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行。
这种发电机在电力系统中有着广泛的应用，尤其是在调峰、调频、备用容量等方面具有重要的作用。
双馈发电机的基本原理是利用转子与定子之间的相对运动产生电磁感应，从而在定子绕组中产生电流。
与传统的同步发电机不同，双馈发电机的转子与定子之间不存在机械连接，而是通过电磁耦合实现能量传递。
二、双馈发电机的极对数定义和计算方法双馈发电机的极对数是指发电机定子绕组中，相邻两个极之间的磁极对数目。
极对数的计算方法如下：极对数= 定子绕组匝数/ (2 ×电机频率×磁极个数)其中，定子绕组匝数是指发电机定子绕组中的线圈匝数；电机频率是指发电机的额定频率；磁极个数是指发电机定子绕组中的磁极个数。
三、双馈发电机极对数的应用双馈发电机的极对数在电力系统中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.确定发电机的额定电压和额定电流：根据极对数，可以计算出发电机的额定电压和额定电流，从而为电力系统的设计提供重要依据。
2.确定发电机的电磁功率：根据极对数，可以计算出发电机的电磁功率，从而为电力系统的运行和调度提供重要依据。
3.确定发电机的短路电流：根据极对数，可以计算出发电机的短路电流，从而为电力系统的短路分析和保护提供重要依据。
四、双馈发电机极对数在电力系统中的重要性双馈发电机极对数在电力系统中具有重要意义，因为它直接影响到发电机的电磁性能、短路电流和电磁功率。
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双馈发电机原理讲解 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-
一．双馈发电机原理讲解
二．风力发电机的主要类型
1．异步发电机
笼鼠式异步发电机
特点：应用于早期的风力发电机，离网型的小型发电机，结构简单，性能稳定，成本低。
缺点：并网运行时，转速必须超过同步转速，在风速较小的时候效率很差。
一般做成大小两个发电机，或者改变定子绕组以改变同步转速，按照风速段转换。
绕线转子异步发电机
特点：转子绕组外接电阻，在风速变化的时候，改变外接电阻的大小以控制输出的功率。
风速大的时候多余的能量可以消耗在转子电阻上。
双馈异步发电机
特点：使用双馈变频器对转子进行交流励磁，随着转子物理转速的变化，改变交流励磁的交流电的频率，幅值，相序以及相位，以使定子输出的电压幅值和电流频率保持恒定，同时可以向电网输出感性或容性的无功。
2．同步发电机
永磁同步发电机
特点：转子由永磁材料制成，结构简单，不易损坏和维护方便，容量可以做到很大。
转子可以做成很多级，这样可以使其同步转速降低，配合全功率变流器，在低风速的时候也可以发电。
一般用于海上风机。
直流励磁同步发电机
特点：现在的水力和火力发电机组使用的形式，转子由直流励磁，改变励磁电流的大小，可以调节输出的功率大小和因数。
三． 双馈异步发电机原理
1． 旋转磁场
旋转磁场就是一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。
从理论分析和实践证明，在对称三相绕组中流过对称三相交流电时会产生这种旋转磁场。
三相对称绕组就是三个外形、尺寸、匝数都完全相同、首端彼此互隔120o 、对称地放置到定子槽内的三个独立的绕组
由电网提供的三相电压是对称三相电压，由于对称三相绕组组成的三相负载是
对称三相负载，每相负载的复阻抗都相等，所以，流过三相绕组的电流也必定是对称三相电流。
2． 旋转磁场的转速和转向
()
()
︒-=︒-==240sin 120sin sin t I i t I i t
I i m C m B m A ωωω
以异步电动机为例，说明旋转磁场的转速和方向同励磁电流的关系。
① ωt=0 o 时，合成磁场方向：向下
② ωt=60o 时，合成磁场方向顺时针转过60o 。
③ωt=120o 时，合成磁场方向顺时针又转过60o ，共120 o 。
④ωt= 180o 时，合成磁场方向顺时针又转过60o ，共180 o 。
当三相对称电流通入三相对称绕组，必然会产生一个大小不变，且在空间以一定的转速不断旋转的旋转磁场。
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。
则一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。
则160f n s /P （转/分）
旋转磁场的旋转方向由通入三相绕组中的电流的相序决定的。
即当通入三相对称绕组的对称三相电流的相序发生改变时，即将三相电源中任意两相绕组接线互换，旋转磁场就会改变方向。
3． 变速恒频发电原理
风力发电一个不同于火力发电和水力发电的地方，就是风力的随机变化性。
风速随机变化，风向也随机变化，这样发电机获得的机械能是不稳定的，发电机转子的机械转速会在大范围内变化，假如使用同步发电机，那么输出的电压幅值和频率都是不稳定的。
为了弥补转子速度和同步转速之间的转速差，可以在转子绕组中进行交流励磁，根据上面的旋转磁场的论述，交流励磁电流会在转子绕组中感应出一个相对自身旋转的磁场。
这样转子中的磁场相对于定子的实际转速就有两个部分组
成，一个是转子的机械转速，一个是电磁转速。
二者的矢量和构成产生定子中感应电动势的实际转速。
当发电机并网发电时，发电机的同步转速是恒定的，同电网频率和定子极对数有关。
60fs/Ps= nr+60fr/Pr
式中： fs为定子电压频率；
Ps为电机定子的极对数；
Pr为电机转子的极对数；
nr为双馈发电机的转速；
fr为转子励磁电流频率。
由上式可知，当转速nr发生变化时，若调节fr变化，可使fs保持恒定不变，实现双馈发电机的变速恒频控制。
4．双馈变频器工作原理
上面讲到，，双馈异步发电机在形式上和绕线转子电动机是一致的，要实现风力发电机组的变速恒频发电控制，转子绕组经过滑环，由双馈变频器提供交流励磁，双馈变频器由电网供电。
双馈发电机组原理图
双馈变频器电路拓扑结构图
4.1．双馈变频器的结构
双馈变频器一般使用交直交这种形式，两边各有一个PWM变流器，和电网连接的一般称为网侧变流器，和转子连接的一般称为转子侧变流器，中间使用直流环节将两边连接起来。
变流器可以实现整流和逆变这两种基本的功能。
功率元件一般使用IGBT，并同二极管反并联。
中间回路使用电容建立直流环节。
4.2．工作原理
电网的三相交流电经过网侧变流器的整流作用，在中间环节建立起来直流电压。
此时转子侧变流器处于逆变状态，将中间直流电压逆变为三相交流电压，输出给转子绕组进行励磁。
“双馈”其本意是能量的双向反馈，上面讲到的情况是能量流动的一种形式，属于电网给变频器供电，变频器对转子绕组进行励磁，对转子绕组进行馈电。
能量的流向是从电网流向转子。
另外的一种形式是发电机转子处于发电状态，向双馈变频器输出能量，此时转子侧变流器处于整流状态，中间直流环节不变，网侧变流器处于逆变状态，将中间直流母线电压逆变为和电网电压幅值和频率一致的交流电，将能量反馈给电网。
以上就是双馈异步发电的简单理论原理。
5．双馈发电机的三种工作状态
按照发电机转子转速和同步转速之间的关系，双馈发电机有三种不同的工作状态。
它的这种特点，使双馈发电机组能在很宽的一段风速范围内稳定发电。
这也是它比常规异步发电机性能先进的地方。
5.1．亚同步状态
转子的机械转速小于发电机的同步转速。
（0<S<1）
双馈变频器对双馈异步发电机的转子进行励磁的最终目的，就是在转子绕组中产生一个旋转的磁场，这个磁场的转速和转子的机械转速合成为转子发电的实际转速，以便达到电机的同步转速。
使异步发电机像同步发电机一样运行。
此时的能量流动关系是，变频器给转子供电，能量由电网流向转子。
定子输出的能量由两部分组成，一是轮毂传递的机械能，一是转子从电网得到的能量。
而输送到电网的能量是机械能。
5.2．同步状态
转子的机械转速等于发电机的同步转速。
（S=0）
双馈变频器给转子以直流励磁，此时双馈异步发电机就是同步发电机运行。
除了转子绕组的一些损耗外，转子不消耗能量用于励磁发电。
机械能全部转化为电能从定子输出到电网。
5.3．超同步状态
转子的机械转速大于发电机的同步转速。
（S<0）
此时发电机定子和转子都处于发电状态，转子侧变流器处于整流状态，网侧变流器处于逆变状态。
转子发出的电能反馈给电网。
一般的双馈发电机组的额定速度都在同步转速以上，对于同步速为
1500r/min的双馈异步发电机，发电机组的额定转速一般在1700r/min，对于双馈变频器的控制来说，同步转速是一个临界状态，双馈变频器无法在此状态长期稳定运行，所以额定转速一般在同步速以上。