双馈异步发电机的工作原理

双馈异步发电机的工作原理
双馈异步发电机的工作原理

双馈异步发电机的工作原理

众所周知,同步发电机在稳态运行时,其输出端电压的频率与发电机的极对数及发电机转子的转速有着固定的关系,即

f =pn/60 (1)式中 f――发电机输出电压频率,H Z;

p――发电机的极对数;

N――发电机旋转速度,r/min。

显而易见,在发电机转子变速运行时,同步发电机不可能发出恒频电能。由电机结构知,绕线转子异步电动机,在三相对称转子绕组中通入三相对称交流电,,则将在电机气隙中产生旋转磁场,此旋转磁场的转速与所通入的交流电的频率及电机的极对数有关,即

n2 =60f2 /p (2)

式中, n2为绕线转子异步发电机转子的三相对称绕组通入频率为f2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,r/min;p为绕线转子异步电机的极对数;f2为绕线转子异步电机转子三相绕组通入三相对称交流电频率,H Z。

从式(2)中可知,改变频率f2,即可改变n2,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磁场的转向。因此,若设n1为对应于电网频率为50H Z(f1=50H Z)时异步电动机的同步转速,而n为异步电机转子本身的旋转速度,则只要维持n±n2= n1=常数,见式(3),则异步电机定子绕组的感应电势,如同在同步发电机时一

样,其频率将始终维持为f1不变。

n±n2= n1=常数(3)异步电机的滑差率s= n1-n/ n1,则异步电机转子三相绕组内通

入的电流频率应为

f2=p n2/60=p(n1-n)/60=pn1/60×n1-n/ n1= f1s (4)

结论:公式(4)表明,在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f1s)的电流,则在

异步电机的定子绕组中就能产生50H Z的恒频电势。

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。

汽轮发电机结构及原理

第四节汽轮发电机 汽轮发电机是同步发电机的一种,它是由汽轮机作原动机拖动转子旋转,利用电磁感应原理把机械能转换成电能的设备。 汽轮发电机包括发电机本体、励磁系统及其冷却系统等。 一、汽轮发电机的工作原理 按照电磁感应定律,导线切割磁力线感应出电动势,这是发电机的基本工作原理。汽轮发电机转子与汽轮机转子高速旋转时,发电机转子随着转动。发电机转子绕组内通入直流电流后,便建立一个磁场,这个磁场称主磁极,它随着汽轮发电机转子旋转。其磁通自转子的一个极出来,经过空气隙、定子铁芯、空气隙、进入转子另一个极构成回路。 根据电磁感应定律,发电机磁极旋转一周,主磁极的磁力线北装在定子铁芯内的U、V、W三相绕组(导线)依次切割,在定子绕组内感应的电动势正好变化一次,亦即感应电动势每秒钟变化的次数,恰好等于磁极每秒钟的旋转次数。 汽轮发电机转子具有一对磁极(即1个N极、一个S极),转子旋转一周,定子绕组中的感应电动势正好交变一次(假如发电机转子为P对磁极时,转子旋转一周,定子绕组中感应电动势交变P次)。当汽轮机以每分钟3000转旋转时,发电机转子每秒钟要旋转50周,磁极也要变化50次,那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次,这样发电机转子以每秒钟50周的恒速旋转,在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势,即频率为50Hz的三相交变电动势。这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端(即中性点)连在一起。绕组的首端引出线与用电设备连接,就会有电流流过,这个过程即为汽轮机转子输入的机械能转换为电能的过程。 二、汽轮发电机的结构 火力发电厂的汽轮机发电机皆采用二极、转速为3000r/min的卧式结构。发电机与汽轮机、励磁机等配套组成同轴运转的汽轮发电机组。 发电机最基本的组成部件是定子和转子。 为监视发电机定子绕组、铁芯、轴承及冷却器等各重要部位的运行温度,在这些部位埋置了多只测温元件,通过导线连接到温度巡检装置,在运行中进行监控,并通过微机进行显示和打印。

双馈异步发电机原理

双馈异步发电机 双馈异步发电机是一种绕线式感应发电机,按转子类型分为有刷和无刷两种,无刷发电机即为鼠笼型发电机,由于鼠笼型风力发电机励磁控制困难,无法最大限度的利用风能,所以目前很少应用;有刷发电机即为双馈异步发电机,具备易于控制转矩和速度、能工作在恒频变速状态、电机可以超同步和超容量运行、驱动变流器的总额定功率可以降低到电机容量的1/4等方面的优点,是本文介绍的重点。 双馈异步发电机变速恒频风力发电机的核心部件。此类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。 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。 异步电动机运行时,电磁转矩和转向相同,即转差率>0;异步发电机运行时,电磁转矩和转速方向相反,转差率<0,发电机的功率随该负转差率绝对值的增大而提高。当双馈发电

机的转子绕组通过三相低频电流时,在转子中会形成一个低速旋转磁场,这个磁场的旋转速度与转子的机械转速相叠加,使其等于定子的同步转速,从而在发电机定子绕组中感应出相应于同步转速的工频电压。当风速变化时,转速随之而变化,相应地改变转子电流的频率和旋转磁场的速度,就会使定子输出频率保持恒定。 双馈发电机通过控制转子励磁,使定子的输出频率保持在工频。当发电机的转速低于气隙旋转磁场的转速时,发电机处于亚同步速运行,为了保证发电机发出的频率与电网频率一致,需要变频器向发电机转子提供正相序励磁,给转子绕组输入一个其旋转磁场方向与转子机械方向相同的励磁电流,此时转子的制动转矩与转子的机械转向相反,转子的电流必须与转子的感应电动势反方向,转差率减小,定子向电网馈送电功率,而变频器向转子绕组输入功率。当发电机的转速高于气 五一长假除了旅游还能做什么?辅导补习美容养颜家庭家务加班须知

双馈发电机工作原理

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磁绕组,可以象同步电机一样施加励磁,调节功率因数,所以又称为交流励磁电机,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:一是可调节的励磁电流幅值;二是可改变励磁频率;三是可改变相位。这说明交流励磁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,在负荷突变时,可通过快速控制励磁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时,由转子电流产生的转子磁场在气隙空间的位臵上有一个位移,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。所以交流励磁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基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 n称为同步转速,它与电网频率气隙中形成一个旋转的磁场,这个旋转磁场的转速 1

双馈发电机工作原理

双馈发电机工作原理 双馈风力发电机是时下应用比较广泛的风机,它的特殊之处在于其定子绕组和转子绕组都直接或间接地与电网相连,定子侧绕组产生的工频交流电直接馈入电网,转子侧的功率通过整流逆变装置上网。与一般的异步发电机相比,双馈风机允许发电机转速在一定范围内波动,因为转子侧(相当于励磁绕组)中电流的大小和频率可以通过整流逆变装置进行调节,从而在转速发生变化的情况下,维持定子侧输出功率频率的恒定。 暂态建模资料 摘要 随着风力发电并网容量的快速增加,风电接入对电网运行性能的影响越加 明显。联网运行双馈感应风电机组的运行特性对电网的安全稳定运行有着重要 的影响。 本文对联网运行双馈感应风电机组的仿真建模、运行控制及模型的有效性 进行了研究分析,主要包括以下内容: 分析了两相同步旋转坐标系下双馈感应风电机组数学模型的特点,建立了 双馈感应风电机组联网运行电磁暂态模型,对不同运行条件下双馈感应风电机 组的运行特性进行了仿真模拟,深入了解了双馈感应风电机组的联网运行特性。 建立了联网运行双馈感应风电机组运行控制策略,在此基础上,构建了控 制系统传递函数模型,分析了PI控制器参数选择对控制系统性能的影响,提出 了PI控制器参数设置的方法。 提出了电网发生对称性故障时双馈感应风电机组的短路电流计算简化模 型,为评估双馈感应风电机组短路对电网继电保护装置的影响提供了有效的计 算模型。 设计了风电机组联网短路试验方案,分析了短路试验数据识别出风电机组 厂家未提供的风电机组撬杠保护动作值,并仿真重现了风电机组联网短路试验, 仿真数据与试验数据相吻合,验证了所构建系统模型和仿真系统的有效性。 研究现状 由于风能是一种随即性很强的一种能源,不能像火力发电、水力发电那样 可以预先调度,因此大规模的风力发电的接入对电网的经济、安全、稳定运行 带来了诸多不利的影响,对系统调频、调压、调峰带来了困难。同时由于风电 机组大多包含有对运行条件要求很高的电力电子变流器,在一些运行方式下电 网的扰动对风电机组的正常运行也会带来一定的影响,严重时可能会引起风电 机组跳闸,造成电网功率大幅波动,威胁着电网的运行安全,而从系统持续运 行的角度考虑,通常希望风电机组具有一定的故障穿越能力,能够在一定的故 障情况下持续联网运行,因此对联网运行风电机组的运行特性,需要进行深入 的研究。 目前联网运行的风电机组可分为恒速恒频风电机组(CSCF)及变速恒频风 电机组(VSCF)两种,恒速恒频风电机组是指在发电过程中保持转速不变的风 电机组,所采用的发电机主要是同步发电机及鼠笼式感应发电机,前者运行于同步转速,

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 。 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 () () ?-=?-==240sin 120sin sin t I i t I i t I i m C m B m A ωω ω

发电机原理概述

1.概述 电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。 发电机的分类可归纳如下: 直流发电机、交流发电机;同步发电机、异步发电机(很少采用) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 2.结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖、机座及轴承等部件构成。 定子由机座.定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(有磁扼.磁极绕组)滑环、(又称铜环.集电环).风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。 汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率,汽轮机一般做成高速的,通常为3000转/分(频率为50赫)或3600转/分(频率为60赫)。核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗,转子直径一般做得比较小,长度比较大,即采用细长的转子。特别是在3000转/分以上的大容量高速机组,由于材料强度的关系,转子直径受到严格的限制,一般不能超过1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度,运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以5~10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来,汽轮发电机的最大容量已达到130~150万千瓦。从1986年以来,在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用,这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。 3.水轮发电机 由水轮机驱动的发电机。由于水电站自然条件的不同,水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构,而大、中型代速发电机多采用立式结构(见图)。由于水电站多数处在远离城市的地方,通常需要经过较长输电线路向负载供电,因此,电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出了较高的要求:电机参数需要仔细选择;对转子的转动惯量要求较大。所以,水轮发电机的外型与汽轮发电机不同,它的转子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较短,运行调度灵活,它除了一般发电以外,特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮发电机组的最大容量已达70万千瓦。 柴油发电机由内燃机驱动的发电机。它起动迅速,操作方便。但内燃机发电成本较高,所以柴油发电机组主要用作应急备用电源,或在流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。柴油发电机转速通常在1000转/分以下,容量在几千瓦到几千千瓦之间,尤以200千瓦以下的机组应用较多。它制造比较简单。柴油机轴上输出的转矩呈周期性脉动,所以发电机是在剧烈振动的条件下工作。因此,柴油发电机的结构部件,特别是转轴要有足够的强度和刚度,以防止这些部件因振动而断裂。此外,为防止因转矩脉动而引起发电机旋转角速度不均匀,造成电压波动,引起灯光闪烁,柴油发电机的转子也要求有较大的转动惯量,而且应使轴系的固有扭振频率与柴油机的转矩脉动中任一交变分量的频率相差20%以上,以免发生共振,造成断轴事故。 柴油发电机组主要由柴油机、发电机和控制系统组成,柴油机和发电机有两种连接方式,一为柔性连接,即用连轴器把两部分对接起来,二为刚性连接,用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油机飞轮盘连接而成,目前使用刚性连接比较多一些,柴油机和发电机连接好后安装在公共底架上,然后配上各种传感器,如水温传感器,通过这些传感器,把柴油机的运行状态显示给操作员,而且有了这些传感器,就可以设定一个上限,当达到或超过这个限定值时控制系统会预先报警,这个时候如果操作员没有采取措施,控制系统会自动将机组停掉,柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用的。传感器起接收和反馈各种信息的作用,真正显示这些数据和执行保护功能的是机组本身的控制系统。 4.风力发电机原理 是将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。广义地说,它是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话,还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源,但是却可以长期利用。 风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮,为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。

发电厂给水泵汽轮机结构及其原理

第一章给水泵汽轮机结构及其原理 一、给水泵汽轮机热力系统的工作原理 给水泵汽轮机蒸汽由高压汽源或低压汽源供汽,高压汽源来自主汽轮机的高压缸排汽(即再热冷段的蒸汽),低压汽源来自主机第四段抽汽。蒸汽做功后排入主机凝汽器。给水泵汽轮机与给水泵通过齿形联轴器连接,驱动给水泵向锅炉供水。 二、给水泵汽轮机的常规设计 驱动给水泵的汽轮机本体结构、组成部件与主汽轮机的基本相同,主汽阀、调节阀、汽缸、喷嘴室、隔板、转子、支持轴承、推力轴承、轴封装置等样样俱全。 给水泵汽轮机的工作任务是驱动给水泵,必须满足锅炉所需的供水要求。因此,该汽轮机的运行方式与主汽轮机的大不相同。这些不同的特性集中体现在该汽轮机自身的润滑油系统、压力油系统和调节系统上。 三、岱海电厂的设备配置及选型 我公司给水泵汽轮机为杭州汽轮机厂生产的双汽源、外切换、单缸、反动式、下排汽凝汽式汽轮机。给水泵汽轮机正常运行汽源来自主汽轮机第四段抽汽,备用汽源来自再热冷段蒸汽,无论是正常运行汽源还是备用汽源,均由电液转换器来的二次油压控制进汽量。进汽速关阀与汽缸法兰连接,紧急情况下速管阀在尽可能短的时间内切断进入汽轮机的蒸汽。工作蒸汽经速关阀进入蒸汽室,蒸汽室内装有提板式调节汽阀,油动机通过杠杆机构操纵提板(阀梁)决定调节汽阀开度,控制蒸汽流量,蒸汽通过喷嘴导入调节级。备用蒸汽由管道调节阀控制,管道调节阀法兰连接在速关阀上,备用蒸汽经管道调节阀调节后相继通过速关阀,调节汽阀,然后进入喷嘴作功,这时的调节汽阀全开,不起调节作用。给水泵汽轮机的轴封蒸汽来自主机轴封系统;排汽通入主机凝汽器。保护系统配备机械式危急保安装置,用于超速保护和轴位移保护。两台给水泵汽轮机并联运行,可驱动每台锅炉给水泵50%BMCR的给水量;一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵与一台30%BMCR容量的电动泵组并联运行,可供给锅炉100%BMCR的给水量;一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵作单泵运行时,可供给锅炉60% BMCR的给水量。

双馈发电机原理讲解

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

汽轮发电机工作原理

汽轮发电机结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组 成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及 转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引 出,接在回路中,便产生了电流。 汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率,汽轮机一般做成高速的,通常为3000转/分(频率为50赫)或3600转/分(频率为60赫)。核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗,转子直径一般做得比较小,长度比较大,即采用细长的转子。特别是在3000转/分以上的大容量高速机组,由于材料强度的关系,转子直径受到严格的限制,一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度,运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5~10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好

的氢冷或水冷技术。70年代以来,汽轮发电机的最大容量已达到130~150万千瓦。从1986年以来,在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用,这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞电磁感应定律 励磁机就是一个小功率的直流发电机,一般都为几十伏,励磁电压一般不变,即使变动也很小,而励磁电流的大小由磁场变阻器或自动励磁调节器调节,它的作用是将发出来的直流电供发电机转子磁极饶组励磁电流以产生磁场.励磁电流在发电机空载时改变其大小可以改变发电机的端电压,在发电机并网带负荷时改变其大小可以改变发电机 的无功功率. 电磁感应定律: 只要穿过回路的磁通量发生变化电路中将产生感应电动势。感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化成正比。导体回路中感应电动势e 的大小,与穿过回路的磁通量的变化率成正比, 若闭合电路为一个n匝的线圈,则又可表示为:式中n为线圈匝数,Δ为磁通量变化量,单位Wb ,Δt为发生变化所用时间,单位为s. ε为产生的感应电动势,单位为V. 1.[感应电动势的大小计算公式]

直流发电机直流电动机的工作原理和结构.

直流发电机直流电动机的工作原理和结构 直流电机工作原理和结构 一、直流电机工作原理 * 直流发电机的工作原理 * 直流电动机的工作原理 * 电机的可逆运行原理 两个定理与两个定则 1、电磁感应定理在磁场中运动的导体将会感应电势,若磁场、导体和导体的运动方向三者互相垂直,则作用导体中感应的电势大小 为: e = B·l·v 符 号 物理 量 单位 B 磁场的磁感应强 度 Wb/m2 v 导体运动速 度 米/秒 l 导体有效长 度 m

e 感应电 势 V 电势的方向用右手定 则 2.电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用,若磁场与载流导体互相垂直 (见下图),作用在导体上的电磁力大小为:f = B·l·i 符 号 物理 量 单位 i 导体中的电 流 A l 导体有效长 度 m f 电磁 力 N

力的方向用左手 定则 (一)直流发电机的工作原理 1.直流发电机的原理模型

2.发电机工作原理 a、直流电势产 生用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动,线圈边 a b 和 c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线,感应产生电动

势直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性,同样道理,电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势 b、结 论线圈内的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷 A B 端的电动势却是直流电动势。(二)直流电动机的工作原理 1.直流电动机的原理模型(图1.1.5) 直流电动机的工作原理 要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩,关键在于:当线圈边在不同极性的磁极下,如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换,即进行所谓“换向”。为此必须增添一个叫做换向器的装置,换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向,就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理 (三)电机的可逆运行原理从上述基本电磁情况来看:一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理 二、直流电机的结构 旋转电机结构形式 , 必须有满足电磁和机械两方面要求的结构

双馈发电机原理

技术研发部 编写 双馈发电机原理 一.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

技术研发部编 写 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。 二. 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 ()() ?-=?-==240sin 120sin sin t I i t I i t I i m C m B m A ωωω

直流电机工作原理

第三章直流电机的原理 本章主要介绍直流电机的结构和基本工作原理、直流电机绕组的构成、直流电机的电枢反应、直流电机绕组的电动势和电磁转矩、直流发电机和直流电动机的功率转矩等内容。本章共有10节课,内容和时间分配如下: 1.掌握直流电机的结构及工作原理。(2节) 2.掌握直流电机绕组有关的结构。(2节) 3.掌握直流电机绕组的电枢反应。(1节) 4.掌握直流电机的电枢电动势和电磁转矩。(1节) 5.掌握直流发电机的基本方程式和运行特性、并励发电机的条件。( 2.5节) 6.掌握直流电动机的基本方程式和运行特性。( 1.5节) 第一节直流电机的基本工作原理 一直流电机的用途 直流电动机的优点: 1 调速范围广,易于平滑调节 2 过载、启动、制动转矩大 3 易于控制,可靠性高 4 调速时的能量损耗较小 缺点: 换向困难,容量受到限制,不能做的很大。 应用: 轧钢机、电车、电气铁道牵引、造纸、纺织拖动。 直流发电机用作电解、电镀、电冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。 二、直流电机的工作原理 原理:任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。 为了讨论直流电机的工作原理,我们把复杂的直流电机结构简化为工作原理图。(一)直流发电机的工作原理 1.工作原理:导体在磁场中运动时,导体中会感应出电势e 。 e=Blv。 B:磁密l:导体长度;v:导体与磁场的相对速度。 正方向:用右手定则判断。电势e正方向表示电位升高的方向,与U相反。如果同一元件上e和U正方向相同时,e= -U。

理解:电磁感应原理的变形(变化的磁通产生感应电动势) 2 发电机工作过程分析:两磁极直流发电机的工作原理图。 (1)构成: 磁场:图中N和 S是一对静止的磁极,用以产生磁场,其磁感应强度沿圆周为正弦分布。 励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组,励磁绕组中的电流称为励磁电流If。 电枢绕组:在N极和 S极之间,有一个能绕轴旋转的圆柱形铁心,其上紧绕着一个线圈称为电枢绕组(图中只画出一匝线圈),电枢绕组中的电流称为电枢电流Ia。 换向器:电枢绕组两端分别接在两个相互绝缘而和绕组同轴旋转的半圆形铜片——换向片上,组成一个换向器。换向器上压着固定不动的炭质电刷。 电枢:铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。

发电机原理

<一> 发电机概述
发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力 机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由 发电机转换为电能。发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。
发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原 则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到 能量转换的目的。
发电机已实施出口产品质量许可制度,未取得出口质量许可证的产品不准出口。
<二>发电机的分类可归纳如下:
发电机分:直流发电机和交流发电机 交流发电机分:同步发电机和异步发电机(很少采用) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。
<三>发电机结构及工作原理
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的 运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。
柴油发电机工作原理
柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。
在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混 合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气 体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用 在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。
将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子, 利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。
这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出,还需要一系列 的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。

汽轮发电机组的工作原理

汽轮发电机组的工作原理? 发电机是把机械能转变为电能的一种设备。发电机的静止部分叫定子,转动部分叫转子,在定子的内圆上有槽,槽内装有三绕组,用来产生感应电流。转子由硅钢片和导线制成,发电机转子有隐极试和凸极式两种。励磁机发出来的或者式励磁柜转变出来的直流电经滑环炭刷送至发电机的转子线圈中。转子带上直流电后,便成了电磁铁,这时转子周围就有了磁场,当汽轮机带动发电机转子旋转时,磁场也就跟着旋转,定子槽内的导线就会切割磁力产生感应电流,这就是发电机使机械能转变为电能的基本过程。 1、发电厂的主要经济指标 (1)什么叫汽耗率 每生产一千瓦小时电能所需要的蒸汽量称为汽耗率 D kg/kw?h d= Nd D—汽轮机发电机组发出电功率为Nd时的汽耗量kg/h (2)什么叫热耗率 每生产一千瓦小时电能所需要的热量称为热耗率,用符号q表示Q kJ/kw?h q= Nd (3)厂用电率 厂用电量占发电量的百分数叫厂用电率 2、汽轮机的轴封起什么作用,有几种形式? 答:高压汽缸端时防止蒸汽顺轴流出(启动前防止空气漏入)低压缸真空部分防止空气顺轴流入。 我厂机组两端轴封都是防止蒸汽顺轴流出 轴封:齿形轴封和炭精轴封我厂为炭精轴封 3、我厂汽轮机有哪些保护? ①超速保护②报警装置③主开关速关闭连锁装置 4、临界转速? 在汽轮机启动的升速过程中,当转速升到某一转速时,汽轮机、发电机的轮子逐渐发生较大振动,当转速离开此转速后振动逐渐减小或消失,这种转子发生较大振动的转速称为临界转速 5、推力轴承的作用? 推力轴承的作用是使汽轮机和汽缸之间的轴向位置固定并且承受转子在运行中的轴向推力 6、轴向位移变化有什么危害? 说明汽轮机动静部分的相对位置发生变化,如果轴向位移的数值

变速恒频双馈风力发电机的主要优点和基本原理

变速恒频双馈风力发电机的原理和优点研究 变速恒频发电技术 变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术,其主要优点在于风轮以变速运行。这一调速系统和变桨距调节技术环节结合起来,就构成了变速恒频风力发电系统。其调节方法是:起动时通过调节桨距控制发电机转速;并网后在额定风速以下,调节发电机的转矩使转速跟随风速变化,保持最佳叶尖速比以获得最大风能;在额定风速以上,采用失速与桨距双重调节、减少桨距调节的频繁动作,限制风力机获取的能量,保证发电机功率输出的稳定性和良好的动态特性,提高传动系统的柔性。上述方式目前被公认为最优化的调节方式,也是未来风电技术发展的主要方向。其主要优点是可大范围调节转速,使风能利用系数保持在最佳值;能吸收和存储阵风能量,减少阵风冲击对风力发电机产生的疲劳损坏、机械应力和转矩脉动,延长机组寿命,减小噪声;还可控制有功功率和无功功率,改善电能质量。尽管变速系统与恒速系统相比,风电转换装置中的电力电子部分比较复杂和昂贵,但成本在大型风力发电机组中所占比例并不大,因而大力发展变速恒频技术将是今后风力发电的必然趋势。 目前,采用变速恒频技术的风力发电机组,由于采用不同类型的发电机,并辅之相关的电力电子变流装置,配合发电机进行功率控制,就构成了形式多样的变速恒频风力发电系统。主要有以下几类:鼠笼型异步发电

机变速恒频风力发电系统、绕线式异步发电机变速恒频风力发电系统、同步发电机变速恒频风力发电系统、双馈发电机变速恒频风力发电系统。其中,由双馈发电机构成的变速恒频控制方案是在转子电路实现的,采用双馈发电方式,突破了机电系统必须严格同步运行的传统观念,使原动机转速不受发电机输出频率限制,而发电机输出电压和电流的频率、幅值和相位也不受转子速度和瞬时位置的影响,变机电系统之间的刚性连接为柔性连接。基于诸多优点,由双馈发电机构成的变速恒频风力发电系统已经成为目前国际上风力发电方面的研究热点和必然的发展趋势。 变速恒频双馈风力发电机基本原理 双馈电机的结构类似于绕线式异步电机,旋转电机的定子和转子均安放对称三相绕组,其定子与普通交流电机定子相似,定子绕组由具有固定频率的对称三相电源激励。电机定转子极数相同。转子绕组由具有可调节频率的对称三相电源激励。电机的转速由定转子之间的转差频率确定。电机的定转子磁场是同步旋转的,因此它又具有类似同步电机的特性。 当电机定子对称三相绕组由频率1f 的电网供电时,气隙中基波旋转磁 场的同步转速为1n ,满足60/11n n f p 。转子由原动机带动以转速r n 旋转,而在转子对称三相绕组中施以频率为1sf (s 为转差率)的变频电源,在转 子中产生三相对称电流,它们产生的基波旋转磁势2F 相对于转子而言以转差速度1sn 旋转,相对于定子以同步转速旋转。转子磁势在气隙中建立的基 波旋转磁场,在定子绕组中产生感应电势(频率为1f ),该电势与外加至 定子绕组中的电源电压共同作用形成三相对称电流,由此产生的定子基波

双馈异步发电机

有刷双馈式异步发电机 有刷双馈式异步发电机 双馈式异步发电机实际是异步感应电机的一种变异,双馈异步发电机通常为4极或6极,转速为1500r/min、1000r/min,如此高的转速是通过多级增速齿轮箱来实现的。这种发电机始于上世纪80年代,日本日立公司、东芝公司和前苏联在这种发电机的研制和开发中都作出了显著的贡献。目前美国GE能源、德国Fuhrl?nder等公司的很多风力发电机产品,采用变速双馈风力发电的技术方案。我国甘肃兰州电机有限责任公司、北车集团永济电机厂、四川东风电机厂有限公司也都先后研制成功了兆瓦级双馈式异步发电机。 双馈式电机分鼠笼式和绕线式两种。但是,鼠笼式感应发电机因其无法最大限度地利用风能,在风力发电机组中没有得到广泛应用。在风力发电机组中多选用绕线转子感应异步发电机,这种发电机在结构上与绕线式异步电机相似,由绕线转子异步发电机和在转子电路上带交流励磁器组成,定子、转子均为三相对称绕组,转子绕组电流由滑环导入,这种带滑环的双馈式电机被称之为有刷双馈发电机。 双馈式电机的定子接入电网,通过PWM(脉宽调制)AC-DC-AC变频器向发电机的转子绕组提供励磁电流,为了获得较好的输出电压电流波形,输出频率一般不超过输入频率的1/3。其容量一般不超过发电机额定功率的30%,通常只需配置一台1/4功率的变频器。其原理图如图1所示。 双馈式异步发电机向电网输出的功率由两部分组成,即直接从定子输出的功率和通过变频器从转子输出的功率。风力机的机械速度是允许随着风速而变化的。通过对发电机的控制使风力机运行在最佳叶尖速比,从而使整个运行速度的范围内均有最佳功率系数。 双馈式异步发电机的变速运行是建立在异步电机基础上的,众所周知异步电机既可作为电动机运行,也可作为发电机运行。我们将转子转速n与同步转速ns的差值定义为转差,转差与同步转速之比的百分值定义为转差率。在作电动机运行时,异步电动机转子的转速只能是略低于同步转速,此时产生的电磁转矩与转向相同,转差率>0。而作发电机运行时,转速总是略高于同步转速,其电磁转矩的方向与旋转方向相反,转差率<0,发电机的功率随该负转差率绝对值的增大而提高。 当双馈发电机的转子绕组通过三相低频电流时,在转子中会形成一个低速旋转磁场,这个磁场的旋转速度与转子的机械转速相叠加,使其等于定子的同步转速,从而在发电机定子绕组中感应出相应于同步转速的工频电压。当风速变化时,转速随之而变化,相应地改变转子电流的频率和旋转磁场的速度,就会使定子输出频率保持恒定。 当发电机的转速低于气隙旋转磁场的转速时,发电机处于亚同步速运行,为了保证发电机发出的频率与电网频率一致,需要变频器向发电机转子提供正相序励磁,给转子绕组输入一个其旋转磁场方向与转子机械方向相同的励磁电流,此时,转子的制动转矩与转子的机械转向相反,转子的电流必须与转子的感应反电动势反方向,转差率减小,定子向电网馈送电功率,而变频器向转子绕组输入功率;当发电机的转速高于气隙旋转磁场的转速时,发电

双馈发电机的运行方式说明风机控制

双馈发电机的运行方式说明风机控制 1.双馈风力发电机的分类 双馈风力发电机按转子类型分为有刷和无刷两种,无刷发电机即为鼠笼型发电机。由于鼠笼型风力发电机励磁控制困难,无法最大限度的利用风能,所以目前很少应用。 2.双馈发电机的优点 1 .容易对转矩和速度进行控制; 2.能工作在恒频变速状态; 3 .驱动变流器的总额定功率可以降低,性价比大大提高; 4 .电机可以超同步和超容量运行 3.双馈发电机的变流器一般选用电机总容量的四分之一即可,这样可以很大程度的减少整机变流成本。和直驱风力发电机相比,双馈风力发电机增加了齿轮箱,在成本方面要考虑直驱发电机和它的全功率变流器的总成本和双馈风力发电机加齿轮箱的综合成本,除此之外,还要考虑他们的功率曲线以及维护成本。 4.控制机理 双馈发电机通过控制转子励磁,使定子的输出频率保持在工频。 大家知道,异步电动机运行时,电磁转矩和转向相同,即转差率>0.当作为电动机运行时,电磁转矩和转速方向相反,转差率<0. 发电机的功率随该负转差率绝对值的增大而提高。当双馈发电机的转子绕组通过三相低频电流时,在转子中会形成一个低速旋转磁场,这个磁场的旋转速度与转子的机械转速相叠加,使其等于定子的同步转速,从而在发电机定子绕组中感应出相应于同步转速的工频电压。当风速变化时,转速随之而变化,相应地改变转子电流的频率和旋转磁场的速度,就会使定子输出频率保持恒定。 当双馈发电机的转子绕组通过三相低频电流时,在转子中会形成一个低速旋转磁场,这个磁场的旋转速度与转子的机械转速相叠加,使其等于定子的同步转速,从而在发电机定子绕组中感应出相应于同步转速的工频电压。当风速变化时,转速随之而变化,相应地改变转子电流的频率和旋转磁场的速度,就会使定子输出频率保持恒定。 当发电机的转速低于气隙旋转磁场的转速时,发电机处于亚同步速运行,为了保证发电机发出的频率与电网频率一致,需要变频器向发电机转子提供正相序励磁,给转子绕组输入一个其旋转磁场方向与转子机械方向相同的励磁电流,此时,转子的制动转矩与转子的机械转向相反,转子的电流必须与转子的感应反电动势反方向,转差率减小,定子向电网馈送电功率,而变频器向转子绕组输入功率;当发电机的转速高于气隙旋转磁场的转速时,发电机处于超同步速运行,为了保证发电机发出的频率与电网频率一致,需要给转子绕组输入一个其旋转磁场方向与转子机械方向相反的励磁电流,此时变频器向发电机转子提供负相序励磁,以加大转差率,变频器从转子绕组吸收功率;当发电机的转速等于气隙旋转磁场的转速时,发电机处于同步速运行,变频器应向转子提供直流励磁,此时,转子的制动转矩与转子的机械转向相反,与转子感生电流产生的转矩同方向,定子和转子都向电网馈送电功率。 为了实现风力机组的最大能量的追踪和捕获,满足电网对输入电力的要求,风力发电机必须变速恒频运行;为了控制发电机转速和输出的功率因数,必须对发电机有功功率、无功功率进行解耦控制。这一过程是采用磁场定向的矢量变换控制技术,通过对用于励磁的PWM 变频器各分量电压、电流的调节来实现。 调节励磁电流的幅值、频率、相序,确保电发电机输出功率恒压。同时采用矢量换控制技术,实现发电机有功功率、无功功率的独立调节。调节有功功率可调节风力机转速,进而实现最大风能捕获追踪控制;调节无功功率可调节电网功率因数,提高风电机组及所并电网系统的动、静态动行稳定性。

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