双馈风机基础知识学习
1.5MW风机双馈异步发电机培训稿
培训稿一、发电机主要参数1、型号：DFWG1500/4 双馈异步发电机。
2、额定功率：1550kW(定子为1320kW、转子为230kW)。
3、额定电压：690V。
4、额定电流：1105A。
5、额定转距：8.47kNm.6、最大转距：14.2kNm..7、额定转速：1750r/min、转速范围：1000~2015r/min、最高转速：2050r/min、转向：从轴伸端看国电的为逆时针转动、东汽的为顺时,不能反转。
8、接线方式：Y 9、极数：410、绝缘等级：H 11、防护等级：IP54（集电环：IP23）12、冷却方式：空——空冷却13、安装方式：IMB3（卧式安装）二、结构上面：冷却器。
下面：机座（定子：铁芯、线圈、接线盒——定子、转子、辅助，涡流风机、风筒、刷架等。
转子：转轴、铁芯、线圈、风扇、滑环、编码器等。
自动润滑泵（国电没）避雷器（国电没）三、轴承（SKF 6330N/C3 深沟球轴承）1、补充润滑脂。
A、牌号：Mobilith SHC100（国电、明阳等），壳牌（东汽、三一等）油脂不能发黑不能变硬不能被污染。
B、周期：运行1000小时。
（装有自动润滑泵的为3000小时）C、油量：前后各120克。
D、后油嘴千万不能掉，若掉到滑环內腔可能损坏滑环，所以一定要弄出来（可以拆除碳粉收集盒软连接，手伸入此囗把油嘴弄出）。
F、淸理汚油。
注：刚补充润滑脂后轴承温度可能会上升，但运行几个小时后温度会回落。
2、故障的判断。
轴承损伤时一般有如下征兆：a、温度升高。
b、振动大。
C、有异响（轴承异响样本要反复听，直到能清晰的分辨出为止）,发电机在空载、低速、刚带负载运行时，轴承可能有异响，但加负载运行一段时间、速度提高到一定程度后，异响消失，此情况是由于轴承运行温度升高，轴承油膜建立，滚珠润滑均匀所产生的，属于正常现象，不影响电机使用。
3、导致轴承温度高的主要原因及解决办法：A、冷却效果差. 检查两个风扇是否能正常工作及风道是否正常（看冷却器侈位）。
第七章双馈风力发电机工作原理完整
第七幸双馈风力发电机工作原理完整第七章双馈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，但是由于其具有独立的励離绕组，可以象同步电机一样施加励離，调节功率因数，所以又称为交流励嫌电机，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：一是可调节的励嫌电流幅值；二是可改变励磁频率；三是可改变相位。
这说明交流励礦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，在负荷究变时，可通过快速控制励嫌频率来改变电机转速，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吋，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。
所以交流励嫌不仅可调节无功功率，还可以调节有功功率。
交流励磁电机之所以有这么多优点，是因为它采用的是可变的交流励磁电流。
但是，实现可变交流励磁电流的控制是比较困难的，本章的主要内容讲述一种总于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设双馈电机的定转子绕组均为对称绕组，电机的极对数为"，根据旋转礁场理论，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黴场，这个旋转離场的转速①称为同步转速，它与电网频率第七幸双馈风力发电机工作原理完整及电机的极对数〃的关系如下:(3-1) P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，所产生璇转嫌场相对于转子本身的旋转速度为：(3-2) 由式3・2可知，改变频率九，即可改变心，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礁场的转向。
双馈风力发电机双PWM变换器控制及实现PPT学习教案
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DFIG定子电压定向控制
DFIG的功率控制
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DFIG定子电压定向控制
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四、网侧PWM变流器及其控制
1. 网侧PWM变流器实际是三相电压型PWM整流器
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2. 双馈用双PWM变流器关系
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3. 网侧变流器的数学模型
坐标变换原理、DFIG数学模型推导在下一步算法开发中详细进行介绍
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三、转子侧PWM变流器及对DFIG控制
4. 电网电压恒定下DFIG简化电压方程
➢并网DFIG的电压幅值、频率和相位恒定 ➢定子磁链恒定，即忽略定子励磁电流的动态过程
可控量是转子电压、直接被控的对 象是转子电流。转子电压和电流是 矢量控制环设计的基础。不同的矢 量定向就有不同的控制方案。常用 的定子磁链和定子电压定向。
Voltage and currents 第29页/共91页
二、双馈用变流器的要求及拓扑
➢变流器比较及发展趋势
➢主功率元器件数量：尽管交-交变流器和 矩阵变流器无需中间直流环节，但是主功 率器件比两电平变流器多。电压型两电平 双PWM变流器具有优势。 ➢电压传输比：电压型PWM变流器高。 ➢效率：谐振变流器高，其次是多电平。
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两电平电压型双PWM变流器 ➢缺点
中间直流侧电压的波动。如果增加直流母线电容值，电容体积庞 大，随着时间的增加电容值减少，影响寿命。目前通常采用功率平衡 控制方式来解决。
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二、双馈用变流器的要求及拓扑
➢多电平双P W M 变流器
➢为了满足风力发电对高压、大功率和高品质变流器的需求，多电 平变流技术得到广泛应用。 ➢采用多电平变流技术后，可以在常规功率器件的耐压基础上，提 高电压等级，获得更高级（台阶）的输出电压，使波形更接近正 弦。谐波含量少，电压变化率小，并获得更大的输出容量。 ➢典型的多电平拓扑结构有：二极管箝拉型、飞越电容型，级联H 桥型、混合箝拉型等。 ➢随着电平数增加，箝拉器件的数目也增加，导致系统实现困难。 通常以三电平、五电平变流应用居多。
第七章_双馈风力发电机工作原理
二、 双馈发电机的功率传输关系
风力机轴上输入的净机械功率（扣除损耗后）为 Pmech ，发电机定子向电网输出 的电磁功率为 P1 ，转子输入/输出的电磁功率为 P2 ，s 为转差率，转子转速小于同步 转速时为正，反之为负。 P2 又称为转差功率，它与定子的电磁功率存在如下关系：
P2 = s P1
如果将 P2 定义为转子吸收的电磁功率，那么将有：
（3-5）
式中：
R1 、 X 1 分别为定子侧的电阻和漏抗
' ' 、 X2 分别为转子折算到定子侧的电阻和漏抗 R2
X m 为激磁电抗 分别为定子侧电压、感应电势和电流 、I 、E U 1 1 1
' 分别为转子侧感应电势，转子电流经过频率和绕组折算后折算 ' 、I E 2 2 到定子侧的值。
' / s 为U ' 转子励磁电压经过绕组折算后的值， ' 再经过频率折算后的 U U 2 2 2 值。
频率归算： 感应电机的转子绕组其端电压为 U 2 ，此时根据基尔霍夫第二定律，可写出转 子绕组一相的电压方程：
=I ( R + jsX ) − U E 2 2s 2 2s 2s
=〉
E 2s ( R2 + jX ) − U 2 =〉 E =I ( R2 + jX ) − U 2 =I 2s 2s 2 2s 2s s s s s s
为转子电流； R 为转子每相电阻。图 3-1 表示与式 5-20 相对应的 式中， I 2s 2
= E 2 s 为转子不转时的感应电动势。 转子等效电路。 E 2 s
即转子转速低于同步转速时的运行状态，我们可以称之为补偿发电状态（在亚 同步转速时，正常应为电动机运行，但可以在转子回路通入励磁电流使其工作于发 电状态）
双馈发电理论培训
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• IGBT
– 能控制关断，关断所需电流小，开关速度快， 分断能力强，耐压较低
• IGCT
– 耐压较高，能控制关断，关断所需电流小， 分断能力低，开关速度较高
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双馈发电机工作状态
• 静止状态 s = 1 • 亚同步状态 0 < s < 1 • 同步状态 s=0
• 超同步状态 s < 0
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定子额定电压的转子转子感应电势 E2
亚同步速度区
超同步速度区
开口电压E20（G58：定子 D 接法 1852V） 740/1.732=427V（定子 Y 接法） 静止 1 0.4 556V（定子 D 接法） 最高速度 0 -0.3 同步速度 转差率 s
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功率关系
• 风机功率 PM • 定子有功功率 P1 = PM + P2 • 转子有功功率 P2 = s P1 • 转子无功功率 S2 = s S1 • 发电总功率 P = PM = P1 - P2 = （1 –s) P1
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发电功率 P 转子功率 P2 亚同步 S > 0
定子功率 P1
超同步 S < 0
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输出电压 U 移相控制，控制 角小Leabharlann 输出电压 平均值高U 3AC
移相控制，控制 角大，输出电压 平均值低
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• 斩波控制
– 斩波控制直接对直流电源进行开关控制，必须 采用强迫关断电路或可关断器件。例如交直交 电流型变频器，通过逆变桥斩波将直流电流逆 变成交流方波电流，斩波的频率决定了输出电 流的频率。 – 对斩波的开关时间进行一定的数学计算，产生 脉冲宽度调制（PWM）的效果，达到平均值 的控制
– 半导体功率开关技术：变频器主回路，执行能量变 换 – 电动机运动控制技术：变频器控制回路硬件和软件， 能量变换的控制
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
*
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。
*
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。
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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。
GUP3MW双馈风力发电机组培训教材
GUP3MW双馈风力发电机组培训教材一．3MW风力发电机组整机构架二．控制系统2.1 控制系统构成主控系统：塔上控制柜+塔底控制柜核心巴赫曼PLC 控制系统执行机构：变桨系统变流器 +发电机偏航系统信号采集反馈单元（各传感器）：叶轮转速传感器、发电机编码器、风速仪、风向标、PCH 震动传感器等遵循闭环控制原理：2.2 主控系统硬件组成UPC 3MW PLC 系统分为塔上1#站（主站），2#站（从站）和塔底3#站（从站）3部分组成，各站点硬件组成如下图示，因机型不同：海上机型、潮间带、陆上机型，部分模块选型略有不同。
详见图纸2.2.1 PLC 模块介绍背板✓背板作为控制器的组成部分，作用是实现与PLC 模块间的机械和电气连接；通过K-BS240电缆，一个背板可扩展成16个模块连接点；✓背面的后面是滑道，实现与控制柜的固定和可靠的接地点✓一个背板或背板组称为一个站点，一个站点不允许有两个单独背板，一个控制器最多能有16个站点；✓背板的扩展有多种形式：扩展电缆、总线扩展模块（BEM/BES），快速总线模块（FM/FS）、标准的通讯模块（CM/CS）；✓通过FM/FS（光纤通讯）可实现更长距离传输，最多可增加至222个I/O 模块连接点（主站12个+15个从站*每个从站14个）；✓在主站的16个模块连接点中，其中必包含一个处理器和一个电源模块（依据不同的处理器型号，有的是集成在处理器内，有的是外部独立的）；✓每个模块号码的定义是按每个站的从左至右的顺序从“1”开始的。
GUP 3MW 机舱柜用的是BS210，塔底柜用的是BS206。
●处理器模块MPC2XX系列处理器是M1控制器的核心，集成了2个以太网接口，一个PC 卡插口，和2个RS232/422/485接口，一个USB 接口，其中参数40代表CPU主频为400MHZ，需要和电源模块配套使用。
MX207具有供电模块（DC-DC，为背板供电），集成了一个CAN总站和一个100Mbit的以太网接口，（MOOG和能建变桨使用），如果和电源模块一起使用，内部电源将自动关闭。
湘电《双馈风力发电机使用与维护》培训讲义
注：n1为发电机的同步转速。
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1.1 双馈型风电机组构成及原理
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） 。
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1.1 双馈型风电机组构成及原理
1.1.3 双馈发电机的特点
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。
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1.1 双馈型风电机组构成及原理
D. 其它 ➢ 输出电能质量
由于电网本身质量的影响因素和发电机转子绕组所接双向逆变器非正弦电源 的影响因素不易排除，因此，对双馈发电机输出电能的质量很难有个准确合理的 界定，此项性能的考核方法还有待商榷。 ➢ 短路电抗测定
在这里，“短路”的概念指的是发电机的突然三相短路，“电抗”的概念指 的是发电机在突然三相短路的瞬变状态下的超瞬变电抗。这以往是在同步发电机 中需要考虑的一种过渡过程，由于在这一过程中，电流、转矩的变化较大，需要 考虑与发电机相连的电器与机械系统的承受能力，而双馈发电机的工作原理与同 步发电机有一定的相似性，因此，对双馈发电机进行短路电抗测定也开始被提及。
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Introduction“变浆距风力机+双馈发电机”作为新型风力发电机组，是目前研究的热点，国内对双馈发电机的研究主要集中在单机建模、空载并网、柔性并网、并网后有功功率和无功功率的解耦控制、低电压穿越运行。
风电场协调控制等方面。
双馈异步发电机其结构与绕线式异步电机类似，定子绕组接电网(或通过变压器接电网)，交流励磁电源给转子绕组提供频率、相位、幅值都可调节的励磁电流，从而实现恒频输出。
交流励磁电源只需供给转差功率，大大减少了容量的需求。
由于发电机的定、转子均接交流电（双向馈电），双馈发电机由此得名，其本质上是具有同步发电机特性的交流励磁异步发电机，双馈风力发电系统中转子侧交直交变流单元功率仅需要25％一40％的风力机额定功率，大大降低了功率变流单元的造价；双馈异步风力发电机体积小，运输安装方便，发电机成本较低。
但双馈发电机由于使用定转子两套绕组，增加了发电机的维护工作量，还降低了发电机的运行可靠性。
转子绕组承受较高的dv ／dt ，转子绝缘要求较高。
对于有刷电机，当电网电压突然降低时，电流迅速升高，扭矩迅速增大，需经常更换发电机碳刷、滑环等易损耗部件。
1 变速恒频风力发电机组系统结构1.1 风轮风轮是吸收风能并将其转化成机械能的部件。
风以一定速度和攻角作用在桨叶上，使桨叶产生旋转力矩而转动，将风能转变成机械能。
自然界的风速不是恒定的，风力机获得的机械能是随风速的变化而不断变化。
由风力机的空气动力学特性可知，风力机输出机械功率的为P wt ,产生的气动转矩为T wt [1]。
231(,)2wt p p C R v λβρπ= 230.5()wt wt T lp T v R C πρλ==Ω 其中，ρ为空气密度（kg/m 3），一般为1.25 kg/m 3；R 为风力机叶片的半径（m ）；v 为风速（m/s ）；l Ω为叶片旋转速度；C p 为风力机的功率系数，也称风能利用系数，是评价风力机效率的重要参数，C T 为风力机的转矩系数，由贝兹理论可知，一般C p =1/3 2/5，其理论极限值为0.593。
它与风速、叶片转速、叶片直径、浆叶节距角均有关系，是叶尖速比λ和浆距角β的函数。
pT C C λ=l R vλΩ=对于变桨距型风力发电机组，C p 特性可近似表示为： 112111(,)0.5176(1160.45)0.0068P C e λλββλλ-=--+ 其中31110.0350.081λλββ=-++。
在早期的定桨距风力发电机组中，风轮大多采用三桨叶与轮毂刚性联接的结构。
随着风力发电机组设计水平的不断提高，在大型风力发电机组，特别是兆瓦级机组的设计中，采用变桨距风轮。
变桨距风轮叶片根部加装变桨轴承，叶片可以沿自身的轴线旋转，改变风轮的桨矩角，进而改变攻角。
当风速变化时，定桨矩风轮的桨叶迎风角度不能随之变化，故减速比一定，启动风速高，限速困难，输出功率不稳定。
而变桨矩风轮能够根据风速对桨矩角进行调节，使桨叶受力较小。
在低风速时因而尽可能多地吸收风能转化为电能，同时在高风速能有效控制转速，保持功率稳定输出。
1.2 增速齿轮箱风轮的转速较低，无法达到发电机的额定转速，通常利用增速齿轮箱将转速提高，使得发电机有效率地发电。
由于风力发电机组起停频繁，风轮又具有很大的转动惯量，所以通常风轮的转速都设计在20到30r ／rain ，机组容量越大，转速越低。
增速齿轮箱须满足不同发电机、不同容量的机组要求。
1.3 双馈异步电机变速恒频风力发电机组采用双馈异步电机可以在不同转速下发出恒频的电能。
通常将定子绕组接入工频电网，将转子绕组接入频率、幅值、相位都可以调节的交流励磁电源。
通过对交流励磁电源的控制就可以调节异步电机的转速和功率。
在低风速时，调节电机转速，追踪与捕获最大风能。
在额定风速以上时，对功率进行限制。
1.4交流励磁电源交流励磁电源主要由网侧PWM 变换器和转子侧PWM 变换器组成。
交流励磁电源给转子绕组提供频率、相位、幅值都可调节的励磁电流。
通过控制励磁电流的频率可调节发电机的转速或有功功率；通过控制励磁电流的幅值和相位可以调节发电机的无功功率。
交流励磁电源传输的仅是转差功率，十分高效经济。
这样的结构适合于大、中容量的风力发电系统。
1.5 变桨矩执行机构变桨距执行机构可将控制系统的变桨矩指令物理实现。
目前变桨距执行机构主要有两种方案：液压执行机构和电机执行机构。
液压执行机构以其响应频率快、扭矩大、便于集中布置和集成化等优点在目前的变桨距机构中占有主要的地位。
电机执行机构以其结构简单，能对桨叶进行单独控制，适合要求高的场合。
1.6 晶闸管软并网目前国内外采用异步发电机的风力发电机组并网方式主要有直接并网、降压并网、通过晶闸管软并网。
软并网是目前风力发电机组普遍采用的并网方法，其优点是可以得到一个平稳的并网过渡过程，不会出现冲击电流。
1.7 控制和检测系统风力发电机组作为一个智能运行的大系统，必须具备控制系统和检测系统。
控制系统是风力发电机组的大脑，指挥发电机组的运行和控制电能稳定性。
控制系统需完成机组运行流程控制、偏航和桨距角控制、电机转速控制、电机功率控制、通信、安全链等功能。
检测系统主要完成风速风向、各种温度、发电机转速、发电机功率和各种电压电流的检测。
2 双馈异步发电机系统工作原理[2]2.1 双馈异步发电机工作原理根据电机学原理，同步发电机在稳态运行时，它输出端电压的频率与发电机转速有着严格的关系：60pn f = 式中f 为发电机输出电压频率；p 为发电机的极对数；n 为发电机旋转速度。
当转子三相对称绕组中通入三相对称交流电，电机气隙内将产生旋转磁场， 此旋转磁场的转速与所通入的交流电的频率有关：2260f n p= 式中，2f 为转子三相绕组通入的三相对称交流电频率；p 为绕线转子异步电机的极对数；2n 为转子三相绕组通入频率为2f 的三相对称电流后所产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度。
从式中可知，改变频率2f ，就可以改变2n 。
当改变通入转子的三相电流的相序时，还可以改变转子旋转磁场的方向。
因此，若设1n 为对应于电网频率为50HZ 时的发电机的同步转速，而n 为电机转子本身的旋转速度，则只要维持21n n n +=，则异步电机定子绕组感应电势的频率将始终维持为1f 不变。
双馈异步发电机的滑差率11n n s n -=。
通入机转子三相绕组内的电流频率为： 2111211()606060pn p n n pn n n f f s n --==== 根据上式分析可知，在双馈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滑差频率（即1f s ）的电流，在双馈异步电机的定子绕组中就能产生恒频电能，实现了变速恒频。
双馈异步电机运行时的功率关系：11m p p sp =-式中，m p 是发电机输入功率；1p 是定子输出功率；1sp 是滑差功率。
双馈异步电机转子在不同转速下，具有以下三种运行状态：（1） 亚同步运行状态。
1n n <。
（2） 超同步状态。
1n n >。
（3） 同步运行状态。
1n n =。
2.2 交流励磁电源工作原理双馈异步发电机有亚同步运行、同步运行和超同步运行三种工作状态。
因此 要求交流励磁电源能够提供幅值、频率和相位可调的转子励磁电流。
通过交流励 磁电源的控制可调节发电机的转速和功率。
交流励磁电源主要由网侧PWM 变换 ’器和转子侧PWM 变换器组成。
双PWM 变换器(Back-to-Back PWM)变换器技术成熟，应用最为广泛。
很多生产商为这种结构提供了专用的功率模块。
由于变换器传输的是滑差功率，变换器功率一般为发电机功率的25％"-40％。
图Back-to-Back PWM 变换器双PWM 变换器原理图如上图所示。
图中ga u 、gb u 、gc u 为三相电网电压，L 包括外接电抗器的电感和交流电源内部电感，R 为包括外接电抗器中的电阻和交流电源的内阻。
双PWM 变换器主要由两个完全相同的电压型三相桥式PWM 变换器构成，他们之间通过直流母线连接。
双PWM 变换器是一种交一直一交结构，两个变换器可以进行独立控制。
双PWM 变换器不仅具有良好的输出性能，还可以改善输入性能。
它可获得任意功率因数的正弦输入电流，并且具有能量双向流动的能力。
这些特点使它成为了理想的变速恒频风力发电机交流励磁变换器，并被广泛地应用与实践。
由于双馈异步发电机常在不同状态下运行，两个PWM变换器的工作状态也随之变化，所以不再以它们工作于整流或逆变的状态来区分它们，而是按照它们的位置命名为网侧PWM变换器和转子侧PWM变换器。
1.网侧PWM变换器网侧PWM变换器需要保证交流励磁电源良好的输入特性，即输入电流的波形接近正弦。
理论上网侧PWM变换器可获得任意功率因数。
当双PWM变换器进入稳定工作状态时，母线上的直流电压恒定，网侧PWM变换器的三相桥臂被正弦脉宽调制技术驱动。
当开关频率很高时，由PWM原理可变换器的交流侧电压含有正弦基波电压和一些频率很高的谐波电压。
由于电感的滤波作用，频率很高的谐波电压产生的电流非常小。
当调制正弦信号与电网频率一致时，输入电流近似于正弦。
采用正弦脉宽调制方式对G1、G2、G3、G4、G5、G6进行触发控制，由PWM 原理可知，在ab、be、ca端将产生SPWM波。
U ab、U bc、U ca中含有和正弦信号波同频率且幅值成正比的基波分量，以及一些频率很高的谐波。
由于电感的滤波作用，频率很高的谐波电压可以忽略。
当调制正弦信号的频率和电网频率相同时，i ga、i gb、i gc也为与电源频率相同的正弦波。
电网电压和频率一般是恒定的，i a, i b, i c幅值和相位仅由u ab、u bc、u ca中基波分量的幅值和相位决定。
网侧PWM变换器工作在整流状态时，IGBT和二极管组成多组boost升压斩波电路。
这使直流母线电压比输入的线电压高，并能保持直流母线电压稳定。
2．转子侧PWM变换器变速恒频风力发电机组运行的目标主要有两个：一是实现最大风能获取；二是对发电机的无功功率进行控制。
对于双馈异步发电机，这两个目标都是控制DFIG的转子电流实现。
而转子电流受控于转子侧PWM变换器。
三相静止坐标系下的DFIG数学模型是一个强耦合的系统，对有功功率和无功功率的解耦控制是很难的。
而利用矢量技术便可解决这个问题。
转子电流通过坐标变换实现有功分量与无功分量的解耦。
控制DFIG转子电流有功分量就可以控制DFIG的转速或者定子侧输出的有功功率。
控制DFIG转子电流无功分量就可以控制DFIG定子侧输出的无功功率。
转子电流都是由转子侧PWM变换器提供。
采用电压空间矢量调制(SVPWM)方式对变换器中的开关器件进行控制。