双馈式异步发电机的工作原理.docx
请问双馈式异步发电机的工作原理©1最佳答案 双馈电机的原理目前的风电机组多采纳恒速恒频系统，发电机多采纳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，由于电网频率将强迫掌握风轮的转 速。在这种状况下，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，这明显是不行取的。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，既可以调整电网的功率因数，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整频率的三相电源激励，一般采纳交- 交变频器或交直交变频器供以低频电流。当双馈电机定子对称三相绕组由频率为f1(f1=pn1/60)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)。 为了实现稳定的机电能量转换，定子磁场与转子磁场应保持相对静止，即应满意: u)r=u)1-u)2其中:cor是转子旋转角频率；u)1是定子电流形成的旋转磁场的角频率；32是转子电流形成的旋转磁场的角频率。由此可得转子供电频率f2=sf1,此时定转子旋转磁场均以同步速n1旋转，两 者保持相对静止。与同步电机相比，双馈电机励磁可调量有三个:一是与同步电机一样，可以调整 励磁电流的幅值;二是可以转变励磁电流的频率；三是可以转变励磁电流的相位。 通过转变励磁频率，可调整转速。这样在负荷突然变化时，快速转变电机的转速, 充分采用转子的动能，释放和汲取负荷，对电网的扰动远比常规电机小。此外， 通过调整转子励磁电流的幅值和相位，可达到调整有功功率和无功功率的目的。 而同步电机的可调量只有一个，即励磁电流的幅值，所以调整同步电机的励磁一 般只能对无功功率进行补偿。与之不同的是双馈电机的励磁除了可以调整电流幅 值外，亦可以调整其相位，当转子电流的相位转变时，由转子电流产生的转子磁 场在气隙空间的位置就产生一个位移，转变了双馈电机电势与电网电压向量的相 对位置，也就转变了电机的功率角。所以双馈电机不仅可调整无功功率，也可调 整有功功率。一般来说，当电机汲取电网的无功功率时，往往功率角变大，使电 机的稳定性下降。而双馈电机却可通过调整励磁电流的相位,减小机组的功率角， 使机组运行的稳定性提高，从而可多汲取无功功率，克服由于晚间负荷下降，电 网电压过高的困难。与之相比，异步发电机却因需从电网汲取无功的励磁电流， 与电网并列运行后，造成电网的功率因数变坏。所以双馈电机较同步电机和异步 电机都有着更加优越的运行性能。(2)风力发电中双馈电机的掌握在风力发电中，由于风速变幻莫测，使对其的采用存在肯定的困难。所以改善风 力发电技术，提高风力发电机组的效率，最充分地采用风能资源，有着非常重要 的意义。任何一个风力发电机组都包括作为原动机的风力机和将机械能转变为电 能的发电机。其中，作为原动机的风力机，其效率在很大程度上打算了整个风力 发电机组的效率，而风力机的效率又在很大程度上取决于其负荷是否处于最佳状 态。不管一个风力机是如何精细地设计和施工建筑，若它处于过载或久载的状态 下，都会损失其效率。从风力机的气动曲线可以看出，存在一个最佳周速比人， 对应一个最佳的效率。所以风力发电机的最佳掌握是维持最佳周速比入。此外， 由于要考虑电网对有功功率和无功功率的要求，所以风力机最佳工况时的转速应 由其气动曲线及电网的功率指令综合得出。也就是说，风力发电机的转速随风速 及负荷的变化应准时作出相应的调整，依靠转子动能的变化，汲取或释放功率， 削减对电网的扰动。通过变频器掌握器对逆变电路中功率器件的掌握。可以转变 双馈发电机转子励磁电流的幅值、频率及相位角，达到调整其转速、有功功率和 无功功率的目的，既提高了机组的效率，又对电网起到稳频、稳压的作用。图2 是按这种掌握思路得出的风力发电双馈电机掌握系统框图。整个掌握系统可分为三个单元:转速调整单元、有功功率调整单元、电压调整单 元(无功功率调整)。它们分别接受风速和转速、有功功率、无功功率指令，并产 生一个综合信号，送给励磁掌握装置，转变励磁电流的幅值、频率与相位角，以 满意系统的要求。由于双馈电机既可调整有功功率，又可调整无功功率，有风时， 机组并网发电;无风时，也可作抑制电网频率和电压波动的补偿装置。(3)双馈风力发电机组应用前景宽阔综上所述，将双馈电机应用于风力发电中，可以解决风力机转速不行调、机组效 率低等问题。此外，由于双馈电机对无功功率、有功功率均可调，对电网可起到 稳压、稳频的作用，提高发电质量。与同步机交始终一交系统相比，还有变频装 置容量小(一般为发电机额定容量的1020%)、重量轻的优点，更适合于风力发 电机组使用，同时也降低了造价。将双馈电机应用于风力发电的设想，不仅在理论上成立，在技术上也是可行的。 与现有的风力发电技术相比，无论从经济性，还是牢靠性来看，都具有无可替代 的优势，具有很强的竞争力，有利于风电机组国产化的进程，其进展前景非常宽 阔。一般多应用于1.5mw双馈异步发电机。回答时间：2022-3-30 09:32 找来评论
