简述双馈异步发电机的基本工作原理及其功率流向

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(完整word版)双馈异步发电机及其工作原理

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。

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。

双馈发电机的原理

双馈发电机的原理双馈发电机是一种独特的电动机，在发电和驱动领域得到广泛应用。

它采用了双馈结构，即同时给定定子绕组和转子绕组电源，具有高效率和较好的性能。

本文将详细介绍双馈发电机的原理及其工作过程。

一、双馈发电机的结构双馈发电机由定子绕组、转子绕组和磁路组成。

定子绕组是通过固定在定子上的线圈形成的，而转子绕组是固定在转子上的线圈。

通过将定子和转子绕组分别接入电源，实现对发电机的控制。

二、双馈发电机的原理双馈发电机的原理是基于磁场的相互作用和电流的感应。

当定子绕组通电时，产生的磁场将影响转子绕组中的电流。

反过来，转子绕组中的电流也会产生磁场，进一步影响定子绕组中的电流。

通过这种相互作用，能够实现能量的转换和传输。

三、双馈发电机的工作过程在正常工作状态下，双馈发电机的定子和转子绕组均接通电源。

定子绕组产生旋转磁场，通过与转子绕组的电流相互作用，产生驱动力矩。

转子绕组中的电流会产生磁场，与定子绕组的磁场相互作用，进一步提高发电机的效率和性能。

四、双馈发电机的优势相比传统的发电机，双馈发电机具有以下优势：1. 高效率：双馈发电机能够通过转子绕组中的电流来调节和控制磁场，从而提高发电机的效率。

2. 较好的性能：双馈发电机在低速启动和高速运行时具有较好的性能，能够适应各种工况要求。

3. 灵活性：双馈发电机的结构和控制方式可以根据实际需求进行调整，具有较强的灵活性和适应性。

五、双馈发电机的应用领域双馈发电机广泛应用于风力发电、水力发电和轨道交通等领域。

在风力发电中，双馈发电机能够充分利用风能，并通过优化的控制系统实现最大的发电效率。

在水力发电中，双馈发电机具有低噪音、高效率和可靠性等优点。

在轨道交通中，双馈发电机能够实现高速度和高扭矩的需求。

六、总结双馈发电机作为一种独特的电动机，通过双馈结构实现了高效率和较好的性能。

它的工作原理是基于磁场的相互作用和电流的感应。

双馈发电机的优势包括高效率、较好的性能和灵活性，广泛应用于风力发电、水力发电和轨道交通等领域。

双馈异步发电机原理最好的讲解

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。

什么是“双馈”？双馈异步发电机的原理和条件是什么？

什么是“双馈”？双馈异步发电机的原理和条件是什么？“双馈”是异步电机的一种运行方式，也是一个专用术语。

其中的“馈”字，英语为“Fed ”，在这里，汉语应该理解为电能“交换”，故双馈即是双端馈电。

注意，“Fed ”并不确指电能的交换方向（输出还是输入），所以，双馈既有双馈发电机，亦有双馈电动机。

对于绕线转子的异步电机，除了定子必然和电源相联之外，转子也可以和电源相联，于是，当电机作为发电机时，称之为双馈异步发电机；反之作为电动机时，则称为双馈电动机，而只有一端和电源相联的普通电机则属于“单馈”。

还要指出，双馈发电或双馈电动均属于和外部电源的电能交换，因此，双馈（Double Fed ）以及串级（Cascade Control ）都应归属于外馈（）。

双馈异步发电机的基本原理和普遍的异步发电机原理是一致的，所不同的是，双馈发电机的转子不是单纯地输入机械功率M P ，还有和附加电源交换的电功率K P 。

这样做的目的何在？我们先从普通的异步发电机谈起。

按照异步电机的原理，异步发电机的功率转换流程为转子功率2P —→电磁功率em P —→定子电功率1P考虑到功率转换中的损耗，转子的功率2P 必须大于转子的电磁功率em P ，即有2P ＞em P这是能量守恒的体现，也是异步发电机的核心原理。

发电机目的是将机械能转化为电能，所以，按理转子功率2P 应该就是机械功率M P ，但是问题出来了，根据电机学和力学原理，旋转电机的机械功率普遍表达为n T P M M 602π= 等于机械转矩M T 和转速n 的乘积；而异步电机的电磁功率表达为1602n T P em π= 即为电磁转矩T 和同步转速1n 的乘积。

同步转速是旋转磁场的转速，且pf n 1160=考虑到电机稳定运行必然遵循转矩平衡原理，也就是机械转矩和电磁转矩大小相等，方向相反，即M T T =结果，在n ＜1n （亚同步）时，却是M P ＜em P或者2P ＜em P转子功率小于电磁功率，异步电机不但不能发电，反而是作电动机运行。

双馈风力发电机工作原理

双馈风力发电机工作原理标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-双馈异步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，但是由于其有独立的励磁绕组，可以像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，释放或者吸收负荷，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置，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以调节无功功率，也可以调节有功功率。

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，会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场，这个旋转磁场的转速 n1称为同步转速，它与电网频率 f1 及电机的极对数 p的关系如下：Pf n 1160= 同样在转子三相对称绕组上通入频率为f 2 的三相对称电流，所产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度为：Pf n 2260= 由上式可知，改变频率 f 2，即可改变 n 2,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n 1 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，如同在同步发电机时一样，其频率将始终维持为f 1 不变。

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。

双馈异步风力发电机工作原理

双馈异步风力发电机工作原理
双馈异步风力发电机是一种常用于大型风力发电机组的变频风力发电机。

它的工作原理基于异步电动机的双馈结构。

该发电机由主发电机和辅助发电机组成。

主发电机采用三相异步电动机构造，由高速轴驱动。

辅助发电机由低速轴驱动。

两个发电机之间通过转子传动部件（通常为液力变矩器）相连接。

当风向风速改变时，风力发电机组需要迅速跟踪变化，并同时提供稳定的输出电力。

双馈异步风力发电机通过调节主发电机电流和辅助发电机电流的相位和幅值来实现这一目标。

当风速低于额定风速时，辅助发电机通过其低速轴产生电势，然后通过转子传动部件和主发电机的电动势连接到电网。

主发电机旋转并与电网同步运行，将产生的电能通过转子传动部件传递给辅助发电机，然后送回电网。

当风速大于额定风速时，主发电机无法提供足够的电能，此时辅助发电机扮演更重要的角色。

主发电机和辅助发电机之间的转子传动部件通过传递转矩将未被主发电机转化为电能的机械能传递给辅助发电机，然后再通过辅助发电机将其转化为电能并送回电网。

通过调节主发电机和辅助发电机之间的相位和幅值，双馈异步风力发电机可以实现对电能输出的灵活控制，提高风力发电机组的响应速度和效率。

双馈异步发电机

④ 实时监控系统及雷电保护装置（选配）。
定子每相线圈安装2个PT1OO。
前后轴承各装有2个PT1OO。
主电刷和接地碳刷均具有碳刷磨损监控装置。
定、转子雷电保护装置。
7. 发电机的使用维护 ① 运输、存储 ② 安装、调试 ③ 维护、保养润滑脂的补充电刷维护滑环维护热敏元件检测数据的分析判断风机的正常使用
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、双馈发机考核的关键点
1. 工作特性 a. 空载特性测定 b. 负载特性测定（包括转
子绕组短路状态下异步发电机的固有特性和转子绕组由双向逆变器供电状态下的调节特性） c. 效率计算和特性曲线绘制 2. 温升考核
a. cosΦ=1 b. cosΦ=±0.95 3. 一般电机试验项目
一、风力发电机的主要类型
异步发电机
同步发电机
使用场合
特点
双速发电机
定桨距风力发电机组
低风速低速运行，使发电机也具有在较高的效率水平。
绕线式异步发电机
变桨距风力发电机组
高风速时可以通过控制转子电阻，使得输出功率保持平稳。
双馈异步发电机
变速风力发电机组
低速永磁同步发电机变速风力发电机组
可以方便调可以控制励磁调节发节有功功率电机的功率因数，使和无功功率功率因数达到1。在的输出，同相同条件下，同步发时调节电网电机的调速范围比异的功率因数。步发电机更宽。
二、双馈发电机的工作原理
双馈发电机的定子绕组接工频电网，转子绕组由具有可调节频率、相位、幅值和相序的三相电源励磁，采用双向可逆专用变频器。双馈发电机可以在不同的风速下运行，其转速可以随风速的变化做相应调整，使风力机的运行始终处于最佳状态，提高了风能的利用率。同时，通过控制馈入转子绕组的电流参数，不仅可以保持定子输出的电压和频率不变，还可以调节输入到电网的功率因数，提高系统的稳定性。

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。

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。

双馈发电机工作原理

双馈发电机工作原理第一篇：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。

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。

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。

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11f 及电机的极对数p 的关系如下：pf n 1160=（3-1）同样在转子三相对称绕组上通入频率为2f 的三相对称电流，所产生旋转磁场相对于转子本身的旋转速度为：pf n 2260=（3-2）由式3-2可知，改变频率2f ，即可改变2n ，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。

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。

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。

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。

双馈式异步发电机的工作原理

双馈式异步发电机的工作原理双馈电机的原理目前的风电机组多采用恒速恒频系统，发电机多采用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，因为电网频率将强迫控制风轮的转速。

在这种情况下，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，这显然是不可取的。

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，既可以调节电网的功率因数，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节频率的三相电源激励，一般采用交-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=p·n1/60)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，即应满足:ωr＝ω1-ω2其中:ωr是转子旋转角频率;ω1是定子电流形成的旋转磁场的角频率;ω2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＝s·f1，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，可以调节励磁电流的幅值;二是可以改变励磁电流的频率；三是可以改变励磁电流的相位。

通过改变励磁频率，可调节转速。

这样在负荷突然变化时，迅速改变电机的转速，充分利用转子的动能，释放和吸收负荷，对电网的扰动远比常规电机小。

另外，通过调节转子励磁电流的幅值和相位，可达到调节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，所以调节同步电机的励磁一般只能对无功功率进行补偿。

两相直流异步发电机

两相直流异步发电机两相直流异步发电机是一种常见的发电设备，它的工作原理和结构都与其他类型的发电机不同，具有独特的特点和优势。

下面将从不同的角度来介绍这种发电机。

一、工作原理两相直流异步发电机的工作原理是利用电磁感应现象，将机械能转化为电能。

当发电机的转子旋转时，转子上的导体与磁场相互作用，产生感应电动势。

这个感应电动势使得电荷在导体内部移动，最终形成电流。

这样，机械能就被转化为了电能。

二、结构特点两相直流异步发电机的结构相对简单，由转子、定子、磁场等部件组成。

转子是发电机的旋转部分，由导体和轴组成。

定子是发电机的固定部分，由绕组和铁芯组成。

磁场则由永磁体或电磁体产生。

这种结构使得发电机具有体积小、重量轻、运行稳定等特点。

三、优势和应用两相直流异步发电机具有许多优势，使其在不同领域得到广泛应用。

首先，它具有较高的效率和可靠性，能够稳定地输出电能。

其次，它的启动和停止都比较方便，能够快速响应外部指令。

此外，它还具有较低的噪音和振动水平，对环境影响较小。

因此，它被广泛应用于工业生产、交通运输、农业生产等领域。

四、发展趋势随着科技的不断进步，两相直流异步发电机也在不断发展。

目前，一些新型材料和技术正在被应用到发电机的制造中，以提高其效率和性能。

此外，人们对发电机的环保性能也提出了更高的要求，因此，研发更加节能环保的发电机成为了一个重要的方向。

总结起来，两相直流异步发电机是一种具有独特工作原理和结构特点的发电设备。

它的优势和应用范围广泛，对于推动社会经济的发展具有重要意义。

随着科技的进步，相信这种发电机在未来会有更加广阔的发展前景。