双馈风力发电机工作原理.docx
双馈式风力发电机原理
双馈式风力发电机原理双馈式风力发电机介绍双馈式风力发电机是一种常见的风力发电装置。
它具有较高的效率和良好的适应性，被广泛应用于风力发电场。
下面将逐步解释双馈式风力发电机的原理。
风能转换风是一种自然资源，可以转化为电能。
风力发电机通过转换风能为机械能，再将机械能转化为电能，实现风能的利用。
双馈式风力发电机在风能转换过程中采用了特殊的设计，使得发电效率更高。
基本原理双馈式风力发电机的基本原理如下：1.风能转化为旋转动能：风力发电机的叶片接收到风的动能，产生旋转运动。
2.传递旋转动能：旋转的轴通过齿轮传动等方式，将旋转动能传递给转子。
3.转子的双馈结构：转子包含一对主磁极和一对辅助磁极，其中辅助磁极是可调节的。
4.感应发电原理：主磁极在转子上产生的磁场与定子上的线圈相互作用，产生感应电动势。
5.电能传输：感应电动势经过变频器和其他电气设备进行调节和转换后，传输到电网中。
双馈式结构优势双馈式风力发电机采用双馈结构，具有以下优势：•提高稳定性：通过调整辅助磁极的位置，可以实现对转速和功率的精确控制，提高系统的稳定性。
•减小成本：辅助磁极的可调节性降低了对控制系统的要求，减小了成本。
•适应性强：双馈式风力发电机适应性强，可以适应不同的风速和转速变化。
总结双馈式风力发电机通过利用风能转化为电能，实现了对风力资源的有效利用。
它采用双馈结构，通过调节辅助磁极的位置，实现对转速和功率的精确控制，提高了系统的稳定性和功率输出。
双馈式风力发电机具有较高的效率和适应性，是目前风力发电场常用的装置之一。
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。
双馈风力发电机工作原理
双馈风力发电机工作原理双馈风力发电机由三个主要部分组成：风轮，机械传动系统和电气系统。
风轮是由叶片和轮毂组成的，它负责将风能转化为旋转能量。
机械传动系统则负责将旋转能量转移到发电机上。
而电气系统则将机械能转化为电能，并送入电网中。
首先，风轮在风速的推动下开始旋转。
当风速足够高时，风轮旋转的速度也相应增加。
旋转的风轮通过主轴将旋转能量传输给发电机的转子。
与传统的固定速度（常规）发电机不同的是，双馈风力发电机是一种变速发电机。
它的转子上设有两组绕组：定子绕组和转子绕组。
定子绕组固定在发电机的圆柱形部分上，而转子绕组则固定在转子上。
定子绕组与电网直接相连，通过电网供电并产生旋转磁场。
转子绕组上也有一个与电网连接并可以提供电能的回路。
这个循环是通过一个双级功率变换器实现的，这也是双馈风力发电机名称的由来。
双级功率变换器是由一个转子侧变频器和一个定子侧变频器组成的。
当风轮旋转的速度发生变化时，定子绕组上的旋转磁场也会发生变化。
这个变化的旋转磁场会产生感应电动势，使转子绕组上的电流发生变化。
这个变化的电流经由双级功率变换器输入到定子绕组上。
由于双级功率变换器的存在，电流可以根据需求进行加减，从而实现功率的控制。
通过双级功率变换器，转子绕组上的电流可以与定子绕组上的电压相互配合，从而实现最佳的功率传输。
定子侧的变频器控制着定子绕组上的电流和频率，保持电网的稳定性和功率质量。
而转子侧的变频器则控制着转子绕组上的电流和频率，提高了发电机的效率和可靠性。
总的来说，双馈风力发电机通过风轮将风能转化为旋转能量，然后将旋转能量通过机械传动系统传输给发电机的转子。
转子上的双级功率变换器帮助将机械能转化为电能，并将其送入电网中。
通过双级功率变换器的灵活控制，双馈风力发电机能够提高整个系统的效率和稳定性，从而更好地利用风能资源。
双馈风力发电机书
双馈风力发电机书
摘要：
1.双馈风力发电机的概述
2.双馈风力发电机的工作原理
3.双馈风力发电机的优点
4.双馈风力发电机的应用现状和前景
正文：
一、双馈风力发电机的概述
双馈风力发电机是一种新型的风力发电设备，其结构和工作原理都与传统的风力发电机有很大的不同。
双馈风力发电机主要由两个部分组成，一个是风轮，另一个是发电机。
风轮通过风力驱动，将风能转化为机械能，然后通过传动系统传递给发电机，发电机再将机械能转化为电能，供给电网使用。
二、双馈风力发电机的工作原理
双馈风力发电机的工作原理主要可以分为两个部分，一是风轮驱动部分，二是发电部分。
风轮驱动部分主要包括风轮、轴承、齿轮箱等部件，风轮通过风力驱动，将风能转化为机械能，然后通过轴承和齿轮箱传递给发电机。
发电部分主要包括发电机和变频器，发电机将机械能转化为电能，变频器则将发电机输出的电能进行变频处理，以适应电网的需求。
三、双馈风力发电机的优点
双馈风力发电机具有许多优点，主要表现在以下几个方面：
1.高效：双馈风力发电机的发电效率高，可以充分利用风能，提高发电
量。
2.稳定：双馈风力发电机通过变频器控制，可以适应不同的风力条件，保证发电的稳定性。
3.环保：双馈风力发电机无噪音，无污染，是一种绿色环保的发电方式。
4.适应性强：双馈风力发电机可以根据不同的环境和需求，进行设计和调整，具有很强的适应性。
四、双馈风力发电机的应用现状和前景
双馈风力发电机在我国的应用已经相当成熟，广泛应用于风力发电、光伏发电等领域。
随着我国对可再生能源的需求和重视，双馈风力发电机的应用前景十分广阔。
双馈风力发电机的工作原理
双馈风力发电机的工作原理
双馈风力发电机是一种常见的风力发电机类型，它具有高效、
稳定的特点，被广泛应用于风力发电行业。
它的工作原理主要包括
风能转换、发电机转换和电能输出三个部分。
首先，风能转换是双馈风力发电机的核心。
当风力转动风轮时，风轮上的叶片受到风力的作用而转动，将风能转化为机械能。
这个
过程需要考虑风力的大小、方向和速度等因素，以确保风能能够有
效地被转换为机械能。
其次，机械能被传递到发电机上进行转换。
双馈风力发电机采
用双馈结构，即转子和定子都能够接受电力的输入和输出。
在这个
过程中，机械能被转化为电能，通过发电机的转子和定子之间的电
磁感应原理，产生交流电。
最后，产生的交流电经过电力系统的调节和控制，最终输出为
电能。
这个过程需要考虑电能的稳定性、频率和电压等因素，以确
保电能能够被有效地输送到电网中，供给用户使用。
总的来说，双馈风力发电机的工作原理是将风能转换为机械能，
再将机械能转换为电能，最终输出为电能供给使用。
它的高效、稳定性使得它成为风力发电行业的重要组成部分，对于推动清洁能源发展具有重要意义。
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。
双馈风力发电机的工作原理
双馈风力发电机的工作原理
双馈风力发电机是一种新型可控风力发电机，它具有更高的可靠性、性能和效率，是当前风力发电技术的重要发展方向。
双馈风力发电机是采用双馈式控制结构，具有较高的可控性和调节性，能够有效提高风力发电机的电能转换效率，以及对风力条件的适应性和可靠性。
双馈风力发电机的工作原理主要是通过调节风力发电机的叶片转动角度来实现电能转换的。
双馈风力发电机的控制结构是通过一个扰动电机和一个控制电机来实现的，扰动电机通过检测风速，按照设定的参数来调节叶片角度，从而使风力发电机有效捕获风力，从而产生电能；控制电机负责调节风力发电机的叶片角度，使叶片的转动角度达到最优，从而提高风力发电机的电能转换效率。
双馈风力发电机的工作原理可以概括为：通过检测风速，控制扰动电机调节叶片角度，控制电机调节叶片转动角度，从而使风力发电机有效捕获风力，有效转换电能。
双馈风力发电机的特点是具有较高的可控性和调节性，可以有效提高风力发电机的电能转换效率，有效提升风力发电机的可靠性和适应性。
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。
双馈风力发电机的工作原理
双馈风力发电机的工作原理
1、双馈风力发电机的工作原理：
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。
2、双馈风力发电的特点：
（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。
变速双馈风力发电机工作原理
变速双馈风力发电机工作原理现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距( 风轮转动惯量) , 通过主轴传动链, 经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后, 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。
最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成, 立在一定高度的塔干上, 这即是小型离网风机。
最初的风力发电机发出的电能随风变化, 时有时无, 电压和频率不稳定, 没有实际应用价值。
为了解决这些问题, 现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。
齿轮箱可以将很低的风轮转速( 1 500 kW的风机通常为12~22 r/min) 变为很高的发电机转速( 发电机同步转速通常为1 500 r/min) 。
同时也使得发电机易于控制, 实现稳定的频率和电压输出。
偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向。
要知道, 1 500 kW的风机机舱总重50多t, 叶轮30 t, 使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。
风机是有许多转动部件的, 机舱在水平面旋转, 随时偏航对准风向; 风轮沿水平轴旋转, 以便产生动力扭距。
对变桨矩风机, 组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转, 以便适应不同的风况而变桨距。
在停机时, 叶片要顺桨, 以便形成阻尼刹车。
早期采用液压系统用于调节叶片桨矩( 同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用) , 现在电变距系统逐步取代液压变距。
就1 500 kW风机而言, 一般在4 m/s左右的风速自动启动, 在13 m/s左右发出额定功率。
然后, 随着风速的增加, 一直控制在额定功率附近发电, 直到风速达到25 m/s时自动停机。
现代风机的设计极限风速为60~70 m/s, 也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏。
理论上的12级飓风, 其风速范围也仅为32.7~36.9 m/s。
风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制, 在稳定的电压和频率下运行, 自动地并网和脱网; 同时监视齿轮箱、发电机的运行温度, 液压系统的油压, 对出现的任何异常进行报警, 必要时自动停机, 属于无人值守独立发电系统单元。
双馈风力发电机的工作原理
Pmech
机械功率
图（3-8）亚同步运行时双馈电机的功率流向示意图
综合超同步和亚同步两种运行状态可以得到下面的一般关系 Pmech 与 P1 的关系为 Pmech = (1− s)P1
P2 与 P1 的关系为 P2 = sP1
超同步时有 Pmech > P1 ，亚同步时有 Pmech < P1 双馈电机的数学模型
电磁功率为 P1 ，转子输入/输出的有、电磁功率为 P2 ，s 为转差率，转子转速小
于同步转速时为正，反之为负。P2 又称为转差功率，它与定子的电磁功率存在如
-4-
下关系（数值关系）
P2 = s P1
如果将 P2 定义为转子吸收的电磁功率，那么将有
P2 = sP1
此处 s 可正可负，即若 s > 0 ，则 P2 > 0 ，转子从电网吸收电磁功率，若 s < 0 ，
下面从等效电路的角度分析双馈电机的特性。首 先 ，作 如 下 假 定 ：（1）只考
虑定转子电流的基波分量，忽略谐波分量；（ 2）只考虑定转子空间磁势基波分量 ；
（3）忽略磁滞、涡流损耗和铁耗；（4）变频电源可为转子提供能满足幅值、频
率及功率因数要求的电源，不计其阻抗与损耗。 发电机定子侧电压电流的正方向按发电机惯例，转子侧电压电流的正方向按
P2 = s P1
图（3-5）超同步运行时双馈电机的功率流向
根据图中的功率流向和能量守恒原理：流入的功率等于流出的功率 Pmech = P1 + s P1 = (1+ s )P1
因为发电机超同步运行，所以 s < 0 ，上式可以进一步写成 Pmech = (1− s)P1
将上述式子归纳得：超同步速， s < 0 ， Pmech > P1
双馈风力发电机的工作原理
本 章 的 主 要 内 容 是 讲 述 双 馈 感 应 发 电 机 （ Doubly-Fed Induction Generator，简称 DFIG）的工作原理及其励磁控制，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（Alternating Current Excitation Generator ACEG）也有称为异步化同步电机（Asynchronized Synchronous Generator）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。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。
(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。
双馈风力发电机工作原理
双馈风力发电机工作原理双馈风力发电机，听上去是不是有点高大上？它就像一位默默无闻的英雄，扮演着现代能源世界中的重要角色。
想象一下，风儿轻轻拂过，风车在蓝天中旋转，真是让人心旷神怡。
这个家伙的工作原理简单又聪明，绝对是风能利用的最佳拍档。
双馈风力发电机可不是随便哪个风力发电机就能比的。
它的名字里的“双馈”可是有讲究的哦！这小家伙有两个电源，既能接入电网，又能利用风能发电，简直就是个两全其美的典范。
想象一下，一边享受风的恩赐，一边还把电输送到我们的家里，真是个不折不扣的“风力发电小能手”！嘿，这样的设计让它在风速变化的时候，依旧能保持输出稳定的电力，真是一种智慧的体现。
说到这里，有必要聊聊风儿。
你知道吗？风速变化很大，时而轻柔，时而狂暴。
双馈风力发电机像个灵活的舞者，无论风如何变化，它都能跟着节奏摇摆。
这得益于它的变频器，简直是技术上的一块“宝石”！在风速低的时候，它能有效地从电网吸取电力，而在风速高的时候，又能将多余的电力送回电网。
就像是一个在舞池中游刃有余的舞者，随时应对各种挑战，令人赞叹不已。
咱们来聊聊它的效率。
双馈风力发电机的效率可是相当高的，光是这个就能让很多单馈风机相形见绌。
由于它能在各种风速下工作，所以能够充分利用每一丝风力，减少了能源浪费，真是可圈可点。
想想看，既能省钱又能保护环境，简直是让人心情大好啊！它的设计还比较紧凑，占地面积小，这样一来就能把更多的风能转化为电力，真是“好事成双”。
如果你对它的维护有点担忧，放心吧，这家伙的维护成本也相对低。
虽然有些风力发电机需要经常维护，但双馈风力发电机的设计让其结构更为简单，故障率相对较低。
换句话说，少操心，多赚钱，生活就该这么简单。
想想，能在风里悠然自得，不用担心电费的日子，真是美滋滋！双馈风力发电机的应用也越来越广泛。
如今，无论是大风场还是小型风电项目，都能看到它的身影。
很多地方都在大力推广可再生能源，双馈风力发电机正是这个大趋势中的一颗璀璨明珠。
双馈式风力发电机工作原理
双馈式风力发电机工作原理
双馈式风力发电机是一种高效的风力发电机。
它通过改变定子侧的励磁电流来控制风轮转速，从而使发电机输出电压和频率始终保持与风速相匹配的变化，因而实现了对风轮转速的无级调节，提高了风力机的效率。
风力发电机在工作时，定子侧的励磁电流通过转子侧变流器（Reach），经一次整流变成直流，然后再经过两级三极管全桥
变换器（Trocket-bridgetransducer）后，再经三极管全桥变换器（Trocket-bridgetransducer）、四极管全桥变换器（Trocket-to-bridgetransducer）和一次整流变成直流后，再经过功率开
关（Portswitch）控制IGBT，最后通过一个可控硅（Scrambler）导通或关断定子绕组中的电流，从而使转子转速始终保持在额定转速附近。
由于定子侧励磁电流通过转子侧变流器进行整流后再经过功率开关管控制输出电流，因此定子侧没有变频环节，所以叫双馈式风力发电机。
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(完整word版)双馈风力发电机工作原理
第 5 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：n1 60 f 1（3-1）p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，所产生旋转磁场相对于转子本身的旋转速度为：n2 60 f 2（3-2）p由式 3-2 可知，改变频率 f 2，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。
变速双馈风力发电机工作原理
变速双馈风力发电机工作原理现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距( 风轮转动惯量) , 通过主轴传动链, 经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后, 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。
最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成, 立在一定高度的塔干上, 这即是小型离网风机。
最初的风力发电机发出的电能随风变化, 时有时无, 电压和频率不稳定, 没有实际应用价值。
为了解决这些问题, 现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。
齿轮箱可以将很低的风轮转速( 1 500 kW的风机通常为12~22 r/min) 变为很高的发电机转速( 发电机同步转速通常为1 500 r/min) 。
同时也使得发电机易于控制, 实现稳定的频率和电压输出。
偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向。
要知道, 1 500 kW的风机机舱总重50多t, 叶轮30 t, 使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。
风机是有许多转动部件的, 机舱在水平面旋转, 随时偏航对准风向; 风轮沿水平轴旋转, 以便产生动力扭距。
对变桨矩风机, 组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转, 以便适应不同的风况而变桨距。
在停机时, 叶片要顺桨, 以便形成阻尼刹车。
早期采用液压系统用于调节叶片桨矩( 同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用) , 现在电变距系统逐步取代液压变距。
就1 500 kW风机而言, 一般在4 m/s左右的风速自动启动, 在13 m/s左右发出额定功率。
然后, 随着风速的增加, 一直控制在额定功率附近发电, 直到风速达到25 m/s时自动停机。
现代风机的设计极限风速为60~70 m/s, 也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏。
理论上的12级飓风, 其风速范围也仅为32.7~36.9 m/s。
风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制, 在稳定的电压和频率下运行, 自动地并网和脱网; 同时监视齿轮箱、发电机的运行温度, 液压系统的油压, 对出现的任何异常进行报警, 必要时自动停机, 属于无人值守独立发电系统单元。
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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 n 1称为同步转速，它与电网频率 f 1及电机的极对数 p 的关系如下：
n160 f 1 P
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：
n260 f 2 P
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 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，如同在同步发电机时一样，其频率将始终维持为 f 1不变。
n±n2=n1=常数
n1n
S
双馈电机的转差率n1，则双馈电机转子三相绕组内通入的电流频率应为：
Pn 2P（ n1n） Pn1n1n f 2
6060n1sf 1
60
根据上式表明：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转差频率（即 f 1S）的电流，则在双馈电机的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。
根据双馈电机转子转速的变化，双馈发电机可有以下三种运行状态：（1）亚同步运行状态。
在此种状态下 n<n1, 由转差频率为 f 2的电流
产生的旋转磁场转速n2与转子的转速方向相同，因此有n+n 2=n1。
（2）超同步运行状态。
此种状态下 n>n , 改变通入转子绕组的频
1
率为 f 2的电流相序，则其所产生的旋转磁场的转速n2的转向与转子的转向相反，因此有 n-n 2=n1。
（3）同步运行状态。
此种状态下
12
=0, 这表明此时n=n , 转差频率 f
通入转子绕组的电流频率为0 ，也即直流电流，与普通的同步电机一样。