双馈异步发电机原理最好的讲解

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双馈异步电机工作原理

双馈异步电机工作原理

双馈异步电机工作原理双馈异步电机是一种特殊类型的异步电机,其工作原理是通过在转子绕组上接入一个附加回路(称为双馈回路),来改变转子电流和磁场,从而实现调节转矩和速度的目的。

双馈异步电机的转子绕组通常由一个固定在转子上的双馈绕组组成,该绕组由若干套波纹形状的金属环组成。

当电机工作时,通过定子的电流产生的旋转磁场会感应出转子绕组中的电动势。

双馈绕组上的金属环构成一个闭合回路,电流会从定子绕组流入转子绕组,形成一个旋转电流环。

双馈绕组中的旋转电流环会在旋转的磁场作用下,产生一个旋转磁场。

这个旋转磁场与定子绕组的旋转磁场相互作用,形成一个增强或减弱的磁场。

这个增强或减弱的磁场会影响到电机的转矩和速度。

当电机需要增大转矩时,可以通过调节双馈绕组的电流来改变转子磁场的强度。

通过调节双馈回路中的电阻、电感、电容等参数,可以实现对转子电流的控制,从而调节磁场的大小和方向。

当磁场增强时,电机的转矩也随之增大,反之亦然。

双馈异步电机还可以通过调节旋转电流环的位置来改变转子磁场的相位和方向。

通过调节双馈绕组上的金属环的位置,可以改变旋转电流环的位置,进而改变旋转磁场的相位和方向。

这样一来,电机的转矩方向也可以随之改变。

双馈异步电机的优点在于可以通过调节转子绕组上的双馈回路,实现对电机转矩和速度的调节。

这种调节方式相对简单,且具有较高的效率。

同时,双馈异步电机还具有很好的过载能力和起动性能,适用于大功率、恶劣工况下的应用。

总体来说,双馈异步电机的工作原理是通过调节转子绕组上接入的双馈回路,来控制转子磁场的大小、方向和相位,从而实现对电机转矩和速度的调节。

这种调节方式简单有效,适用于大功率、恶劣工况下的应用。

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。

双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理

双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理

双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理一、引言近年来,随着环保意识的提高和可再生能源的重要性日益凸显,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了广泛的关注和推广。

而风力发电机组作为风力发电系统的核心部件,其稳定性和效率对整个系统的运行影响重大。

双馈异步风力发电机机组变流器作为风力发电机组的关键部件之一,其基本运行原理对整个系统的性能具有重要影响,因此有必要对其进行全面了解和分析。

二、双馈异步风力发电机机组概述双馈异步风力发电机机组是一种常见的风力发电机组类型,其主要由风轮、叶片、主轴、发电机、变流器等组成。

风轮转动驱动主轴旋转,主轴通过传动系统带动发电机工作,发电机将机械能转化为电能输出给电网。

其中变流器起着将发电机输出的交流电转换为直流电,通过逆变器将直流电再转换为交流电,并使得风力发电机组能够与电网实现同步运行的重要作用。

三、双馈异步风力发电机机组变流器基本结构双馈异步风力发电机机组变流器主要由变流器电路、控制系统和通信系统等组成。

其中变流器电路包括整流部分和逆变部分,控制系统负责对变流器进行控制和监测,通信系统用于与上层监控系统进行数据交互。

双馈异步风力发电机机组变流器通常采用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等功率器件,以实现对电流和电压的精确控制。

四、双馈异步风力发电机机组变流器工作原理1.变流器整流部分:发电机输出的交流电首先被变流器整流部分进行整流,将交流电转换为直流电。

这个过程包括整流桥、滤波电路等部分,其主要目的是将交流电转换为基本平稳的直流电,以便后续逆变器的工作。

2.变流器逆变部分:经过整流的直流电被逆变器逆变部分转换为交流电,通过逆变器的PWM控制,将直流电转化为符合电网要求的交流电,并具有同步电网的频率和相位。

逆变部分通过对功率器件的开关控制,将直流电转换为交流电输出到电网。

3.控制系统:变流器的控制系统通过对PWM控制信号的生成和对功率器件的开关控制,实现对变流器的电流和电压的精确控制,使得风力发电机组与电网实现有效的功率传递和稳定的运行。

双馈异步风力发电机 原理

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。

双馈异步发电机工作原理

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。

简述双馈异步发电机的基本工作原理及其功率流向

题目:简述双馈异步发电机的基本工作原理及其功率流向一、双馈异步发电机及其工作原理1、双馈异步发电机双馈异步风力发电机是一种绕线式感应发电机,是变频风力发电机组的核心部分,也是风力发电机组国产化的关键部件之一。

该发电机主要有电机本体和冷却系统两大部分组成。

电机本体有定子、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。

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“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。

2、双馈异步发电机的工作原理根据电机学理论,在转子三相对称绕组中通入三相对称的交流电,将在电机气隙间产生磁场,此旋转此磁场的转速与所通入的交流电的频率及电机的极对数p 有关。

p f n 2260= (1-1)式(1-1)中,2n 为转子中通入频率为2f 的三相对称交流励磁电流后所产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度(r/min )。

从式(1-1)中可知,改变频率2f ,即可改变2n 。

因此若设1n 为对应于电网频率50Hz (Hz f 502=)时发电机的同步转速,而n 为发电机转子本身的旋转速度,只要转子旋转磁场的转速与转子本身的机械速度n 相加等于定子磁场的同步旋转速度1n ,即12n n n =+ (1-2)则定子绕组感应出的电动势的频率将始终维持为电网频率1f 不变。

式(1-2)中,当2n 与n 旋转方向相同时,2n 取正值,当2n 与n 旋转方向相反时,2n 取负值。

由于pf n 1160= (1-3) 将式(1-1),式(1-3)代入式(1-2)中,式(1-2)可另写为1260f f np =+ (1-4) 式(1-4)表明不论发电机的转子速度n 随风力机如何变化,只要通过转子的励磁电流的频率满足式(1-4),则双馈异步电动机就能够发出与电网一致的恒定频率的50Hz 交流电。

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。

双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理

双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理双馈异步风力发电机机组是目前常见的大型风力发电机组之一,其变流器是其重要组成部分之一。

本文将从双馈异步风力发电机机组的基本原理、变流器的作用及基本运行原理进行全面阐述。

一、双馈异步风力发电机机组基本原理双馈异步风力发电机机组由双馈异步发电机、变流器、控制系统和发电机基础组成。

其基本原理是运用风能带动叶片转动,带动机组转子旋转产生机械能,通过双馈异步发电机将机械能转化为电能,并通过变流器将发电机产生的交流电转化为直流电,最后将直流电送入电网并通过控制系统实现对发电机的控制。

双馈异步发电机是其核心部件,其转子由两部分组成,一部分是固定在转子上的定子线圈,另一部分是通过刷子环连接到外部电路的转子线圈。

通过这样的设计,可以实现转子侧的双重馈送电,提高了发电机的效率和稳定性。

二、变流器的作用变流器是双馈异步风力发电机机组中至关重要的部件,其作用主要体现在以下几个方面:1.将发电机产生的交流电转化为直流电:双馈异步发电机产生的电能是交流电,而电网所需的电能是直流电,通过变流器可以将交流电转化为直流电,从而满足电网的需求。

2.控制发电机输出电压和频率:变流器可以实现对发电机输出电压和频率的精确控制,保证发电机的输出电能符合电网的要求。

3.实现电机的无级调速控制:通过控制变流器输出的电流和电压,可以实现对发电机的无级调速控制,更好地适应风速的变化,提高发电机的工作效率和稳定性。

三、变流器基本运行原理变流器是由功率电子器件、控制电路和滤波器组成的,其基本运行原理可以概括为以下几个步骤:1.采集电机参数:变流器需要采集发电机的电压、电流、转速等参数,并通过控制系统实时监测和分析,以便实现对发电机的精确控制。

2.实现电能转换:发电机产生的交流电首先经过整流器进行整流,将其转化为直流电;然后通过逆变器将直流电再次转化为交流电,控制其电压、频率和相位,最终输出给电网。

3.控制系统实现闭环控制:控制系统根据发电机的实时参数和外部指令进行分析和处理,通过调节变流器的工作状态,实现对发电机的闭环控制,以达到稳定、高效地发电。

双馈发电机工作原理

双馈发电机工作原理双馈发电机(Doubly Fed Induction Generator,简称DFIG)是一种常见的风力发电机的类型,其工作原理基于异步电机的原理。

DFIG是由一个转子和一个固定转子组成的,其中转子通常由铜或铝制成。

DFIG的工作原理如下:1.转子:DFIG的主要部分是转子,它是由绕组组成的。

绕组中的导线将电能传递给转子,以形成旋转磁场。

旋转磁场通过与固定转子的磁场交互,产生电动势。

转子上的绕组通常是属于定子的,即与固定转子的绕组相连。

转子的绕组也被称为发电机侧的绕组。

2.固定转子:固定转子是固定在发电机的外部的,由静子绕组组成。

静子绕组通常是三相绕组,其绕组与电网相连,接收来自电网的电能。

静子绕组的电能由定子中的定子绕组接收,它们通过拖曳转子旋转磁场生成的电动势传输。

定子绕组也被称为电网侧的绕组。

3.转子绕组:转子绕组是双馈发电机的关键组成部分之一、它有两个绕组:一个是通过滑环连接到固定转子的绕组,另一个是通过短路圈连接到直流环。

这两个绕组可以使发电机在双馈模式和全功率模式之间切换。

当DFIG处于双馈模式时,转子的旋转磁场通过滑环绕组传递电动势到定子绕组,然后通过定子绕组传输到电网。

这种方式下,电网接收到的电能比转子绕组输入的电能要大。

当DFIG处于全功率模式时,转子的旋转磁场通过短路圈绕组传递电动势到直流环绕组,然后通过直流环绕组传输到定子绕组。

这种方式下,输出到电网的电能比输入到转子绕组的电能要大。

DFIG的双馈模式和全功率模式的切换是由电力电子装置控制的,这个装置通常被称为转子侧变流器。

总的来说,DFIG的工作原理是通过转子和固定转子间的相互作用,将输入的电能转换成输出的电能。

DFIG的旋转磁场产生电动势,在双馈模式和全功率模式下,电动势通过不同的绕组传输到电网。

这使得DFIG 在不同工作条件下都能有效地工作。

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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。

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