最新复件未改动双馈风力发电机及控制原理精品课件.ppt

《最新复件未改动双馈风力发电机及控制原理精品课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新复件未改动双馈风力发电机及控制原理精品课件.ppt（34页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、复件未改动双馈风力发电复件未改动双馈风力发电机及控制原理机及控制原理 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/202222009-4-1双馈风力发电机及控制原理 主要内容 风力发电简介 双馈电机原理 双馈电机控制策略 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/20223 Click to edit Master text style

2、s Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/20224 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/20225 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/20226 Click to edit Master text styles Second level Third

3、level Fourth level Fifth level7/19/20227 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/20228 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/202292009-4-1风力发电简介 定速到变速的原因 追求最大的风能捕获 减小机组的机械应力风能利用系数与叶尖速比的关系 最大功率点跟踪 Click to

4、 edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022102009-4-1风力发电简介 基于鼠笼式异步电机的风电机组 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022112009-4-1风力发电简介 基于绕线式电机的风电机组 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth

5、 level Fifth level7/19/2022122009-4-1风力发电简介 双馈机型的优、缺点 优点： 气动效率高，机械应力小，功率波动小 功率变换设备成本低 缺点： 电机滑环、齿轮箱等设备维护量大 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022132009-4-1风力发电简介 基于同步电机的风电机组（直驱机型） Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth lev

6、el Fifth level7/19/2022142009-4-1风力发电简介 直驱型机组优、缺点 优点： 不需要齿轮箱，维护量小 永磁同步机组效率高 缺点： 技术不成熟 全功率变流器，成本高 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022152009-4-1 水平轴风力发电机的结构和组成风力发电简介 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth lev

7、el7/19/2022162009-4-1二、双馈电机原理 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022172009-4-1双馈电机原理 电机的分类 变压器 直流电机 同步电机 异步电机 鼠笼式 绕线式 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022182009-4-1双馈电机原理 异步电机运行方式 转差功率全部损耗 定子调

8、压、转子串电阻 最优转差功率 定子变频运行 转差功率回馈（双馈运行模式） 静止Kramer(单向)、静止Scherbius(双向) 双馈电机是由绕线式电机与变流器共同组成的一种电机运行系统。 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022192009-4-1双馈电机原理 双馈电机系统结构 静止Kramer结构 转差功率单向流动 定子侧励磁 转速范围窄 静止Scherbius结构 转差功率双向流动 转子侧励磁 转速范围宽 Click to edit Master

9、 text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022202009-4-1双馈电机原理 异步电机运行方式 异步电机等效电路普通异步运行模式双馈运行模式 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022212009-4-1双馈电机原理 不同工况下双馈电机的能量关系A、超同步速发电 c、亚同步速发电 B、超同步速电动 D、亚同步速电动 Click to edit Master t

10、ext styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022222009-4-1双馈电机原理 普通异步电机运行工况A、超同步速发电 D、亚同步速电动 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022232009-4-1双馈电机原理 双馈电机工作原理 双馈电机是一种交流励磁的电机； 同步电机是双馈电机的一种特例。电机类型同步电机双馈电机励磁方式转子绕组直流励磁转子绕组交流励磁气隙磁场转速

11、转子转速转子转速+转子励磁电流频率功角与转子惯性相关（机械）由转子励磁器调节（电气）转子转速固定（与电网频率同步）同步速上下一定转速范围转子绕组仅有一个d轴励磁绕组等效存在两个可控励磁绕组 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022242009-4-1双馈电机原理 双馈电机与普通绕线电机设计上的不同电机类型双馈风力发电机普通绕线电机转子绝缘变流器驱动，要求高正弦电压供电，要求低散热要求在整个转速运行范围内，轴带风扇风量与风机功率曲线相匹配，设计难度大。轴带

12、风扇转速固定，风量容易控制，散热简单。系统参数匹配需要考虑与双馈变流器的参数匹配，如转子堵转开路电压，互感参数，漏感参数等。系统配合要求较低。 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022252009-4-1双馈电机原理 双馈电机与双馈变流器的参数匹配 双馈系统主要参数 电网电压等级-变流器电压容量 变流器电压容量+转速运行范围-转子开路电压 系统功率等级+转速运行范围+电机互感-变流器电流容量 新的要求 故障穿越-降低转子开路电压，提高变流器电流容量，增大

13、电机机械强度。 无功功率支持-提高变流器电流容量，改善电机散热。 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022262009-4-1三、双馈电机控制策略 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022272009-4-1双馈电机控制策略 常用的控制策略 转子侧变流器 控制双馈电机运行 矢量控制 直接转矩控制 网侧变流器 稳定直

14、流环节电压 矢量控制 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022282009-4-1双馈电机控制策略 矢量控制 矢量：既有大小，又有方向的量 矢量控制：即控制电机磁场矢量的大小，又控制磁场矢量的方向。(相当于控制电机反电势) 控制方式：连续控制，相当于电位器。 稳态无差运行，响应略慢。 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19

15、/2022292009-4-1双馈电机控制策略 直接转矩控制 即控制电机磁场矢量的大小，又控制磁场矢量的方向。 控制方式：梆梆控制，相当于开关； 无法达到稳态误差，转矩和磁场脉动大。 响应快。 目前的趋势： 矢量控制与直接转矩控制相结合。 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022302009-4-1双馈电机控制策略 双馈电机矢量控制原理 通过控制转子电流来控制定子反电势 变流器通过控制附加在转子绕组端口的电压来控制转子电流 由给定的有功、无功指令，通过一

16、定的折算，得到转子电流指令的幅值、相位和相序。 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022312009-4-1双馈电机控制策略 双馈电机矢量控制原理 关键的电机参数及检测值 电机互感-定子侧的无功功率指令向转子电流折算 电机定转子匝比-定子侧功率向转子电流的折算 电机饱和度-定子无功功率控制的精度 电机转子位置检测（编码器）和电网电压相位检测-转子电流相位和相序的折算 转子电流检测-矢量控制能否正常执行的关键 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022322009-4-1双馈电机控制策略 脉宽调制 （PWM）技术 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level7/19/2022332009-4-1谢谢！欢迎讨论！34 结束语结束语