双馈风力发电机及控制原理
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。
第七章_双馈风力发电机工作原理
二、 双馈发电机的功率传输关系
风力机轴上输入的净机械功率（扣除损耗后）为 Pmech ，发电机定子向电网输出 的电磁功率为 P1 ，转子输入/输出的电磁功率为 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下关系：
P2 = s P1
如果将 P2 定义为转子吸收的电磁功率，那么将有：
（3-5）
式中：
R1 、 X 1 分别为定子侧的电阻和漏抗
' ' 、 X2 分别为转子折算到定子侧的电阻和漏抗 R2
X m 为激磁电抗 分别为定子侧电压、感应电势和电流 、I 、E U 1 1 1
' 分别为转子侧感应电势，转子电流经过频率和绕组折算后折算 ' 、I E 2 2 到定子侧的值。
' / s 为U ' 转子励磁电压经过绕组折算后的值， ' 再经过频率折算后的 U U 2 2 2 值。
频率归算： 感应电机的转子绕组其端电压为 U 2 ，此时根据基尔霍夫第二定律，可写出转 子绕组一相的电压方程：
=I ( R + jsX ) − U E 2 2s 2 2s 2s
=〉
E 2s ( R2 + jX ) − U 2 =〉 E =I ( R2 + jX ) − U 2 =I 2s 2s 2 2s 2s s s s s s
为转子电流； R 为转子每相电阻。图 3-1 表示与式 5-20 相对应的 式中， I 2s 2
= E 2 s 为转子不转时的感应电动势。 转子等效电路。 E 2 s
即转子转速低于同步转速时的运行状态，我们可以称之为补偿发电状态（在亚 同步转速时，正常应为电动机运行，但可以在转子回路通入励磁电流使其工作于发 电状态）
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、直驱、半驱风力发电机工作原理
双馈、直驱、半驱风力发电机工作原理双馈、直驱和半驱风力发电机是目前常见的几种风力发电机构。
它们分别采用不同的工作原理来转换风能为电能，并在风力发电行业中得到广泛应用。
我们来了解一下双馈风力发电机的工作原理。
双馈风力发电机是一种采用异步发电机的结构，其转子由两部分组成：一个是固定子，另一个是转子。
风力通过叶片传递给转子，转子通过传动系统将机械能转化为电能。
在双馈风力发电机中，转子的定子通过拖动转子的磁场，使得风力发电机可以实现变频调速。
双馈风力发电机具有转矩平稳、响应速度快的优点，可以适应不同风速下的工作状态。
接下来，我们介绍一下直驱风力发电机的工作原理。
直驱风力发电机是一种采用永磁同步发电机的结构，其转子由永磁体构成。
风力通过叶片传递给转子，转子通过直接驱动发电机产生电能。
直驱风力发电机不需要传动系统，减少了能量转换的损失，提高了发电效率。
直驱风力发电机具有结构简单、体积小、维护成本低等优点，逐渐成为风力发电领域的主流技术。
我们来了解一下半驱动风力发电机的工作原理。
半驱动风力发电机是双馈风力发电机和直驱风力发电机的结合体，它采用了双馈发电机的转子结构和直驱发电机的永磁体。
风力通过叶片传递给转子，转子通过传动系统将机械能转化为电能。
半驱动风力发电机兼具双馈风力发电机和直驱风力发电机的优点，具有较高的发电效率和稳定性。
双馈、直驱和半驱风力发电机是目前常见的几种风力发电机构。
它们分别采用不同的工作原理来转换风能为电能，并在风力发电行业中发挥重要作用。
双馈风力发电机通过变频调速实现转矩平稳，响应速度快；直驱风力发电机通过永磁同步发电机实现高效发电；半驱动风力发电机兼具双馈和直驱的优点，具有较高的发电效率和稳定性。
随着风力发电技术的不断发展，这些风力发电机构将进一步完善和提升，为可持续能源的开发和利用做出更大贡献。
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制无刷双馈风力发电机是一种新型的风力发电机，其设计与控制技术对于提高风力发电机的效率和性能具有重要的意义。
本文将围绕无刷双馈风力发电机的设计原理、分析方法以及控制技术展开探讨，旨在提高读者对于这一新型风力发电技术的理解。
一、无刷双馈风力发电机的设计原理无刷双馈风力发电机是在传统的双馈风力发电机基础上进行了改进，其设计原理主要包括无刷化技术和双馈技术。
无刷化技术是指将传统双馈风力发电机中的差动转子绕组和励磁绕组由刷子式调速器改为电子式调速器，从而实现了发电机的无刷化运行，即无需使用碳刷和滑环，减少了摩擦损耗和维护成本，提高了发电机的可靠性和稳定性。
双馈技术是指在发电机的转子上设置一个差动绕组和一个励磁绕组，分别接通到转子外的两个变频器上，这样可以实现发电机的双馈运行，从而提高了发电机的自起动能力和低速区的发电效率。
无刷双馈风力发电机不仅具备了传统双馈风力发电机的优点，还具有了无刷化的优势，使得其在风力发电领域具有了更广阔的应用前景。
1. 发电机的结构设计无刷双馈风力发电机的结构设计主要包括转子结构、定子结构和冷却系统。
在转子结构设计上，需要考虑差动绕组和励磁绕组的布局，以及电子式调速器和转子温度的控制。
在定子结构设计上，需要考虑定子绕组的布局和传热系统，以及发电机的外部接线和绝缘系统。
在冷却系统设计上，需要考虑发电机在不同工况下的热特性，选择合适的冷却介质和冷却方式，以确保发电机在长时间运行中不会因发热而出现故障。
2. 发电机的电磁设计无刷双馈风力发电机的电磁设计是其设计的关键部分，主要包括磁场分析、电路设计和电磁计算。
在磁场分析中，需要通过有限元分析软件对发电机的磁场进行分析，以优化磁路设计和减小磁损。
在电路设计中，需要根据磁场分析结果设计差动绕组和励磁绕组的电路，以实现双馈运行和无刷化控制。
在电磁计算中，需要进行电磁场和热场的耦合计算，以验证发电机设计的合理性和可靠性。
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、直驱、半驱风力发电机工作原理
双馈、直驱、半驱风力发电机工作原理双馈风力发电机、直驱风力发电机和半驱风力发电机是目前常见的风力发电机类型。
它们分别采用不同的工作原理，以实现风能的高效转化为电能。
双馈风力发电机是一种常用的风力发电机类型。
它由风轮、发电机和变频器组成。
风轮通过叶片将风能转化为机械能，驱动发电机旋转。
发电机是双馈结构，即具有两个馈线圈：一个是固定转子上的主馈线圈，另一个是转子上的副馈线圈。
主馈线圈与电网相连，副馈线圈通过变频器与电网相连。
当风力发电机转速变化时，电网电压和频率不变，主馈线圈的电流也保持不变。
副馈线圈的电流则通过变频器调节，以使发电机输出的电流和电网电压保持同步，实现电能的高效输送和稳定输出。
直驱风力发电机则是将风轮直接连接到发电机上，取消了传统的传动装置。
风轮通过叶片将风能转化为机械能，直接驱动发电机旋转。
直驱风力发电机通常采用永磁同步发电机作为发电机，它具有结构简单、高效率等优点。
此外，直驱风力发电机还可以在变速范围内实现高效的风能转化，适应不同风速下的发电需求。
半驱风力发电机是双馈风力发电机和直驱风力发电机的结合。
它采用了一种带有齿轮箱的直驱发电机，以实现风能的高效转化。
风轮通过叶片将风能转化为机械能，经过齿轮箱的变速作用后，驱动发电机旋转。
半驱风力发电机既兼具了直驱风力发电机的高效率特点，又克服了直驱风力发电机在变速范围内的限制。
通过合理设计齿轮箱的传动比，可以使发电机在不同风速下都能实现高效的发电。
总结起来，双馈风力发电机、直驱风力发电机和半驱风力发电机都是通过将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能的方式实现风力发电。
它们分别采用了不同的工作原理，以实现风能的高效转化和稳定输出。
在不同的应用场景中，可以根据具体需求选择合适的风力发电机类型，以实现风能的最大利用和经济效益的最大化。
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。
—— 1 —1 —。
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。
双馈风力发电机书
双馈风力发电机书摘要：一、双馈风力发电机的原理与结构二、双馈风力发电机的优缺点三、双馈风力发电机在我国的应用与发展四、双馈风力发电机的运行维护与管理五、双馈风力发电机的未来发展趋势正文：一、双馈风力发电机的原理与结构双馈风力发电机是一种采用双馈传动技术的风力发电机组。
其主要由风轮、传动系统、发电机、变频器和控制系统等部分组成。
双馈风力发电机的原理是利用风力驱动风轮，风轮通过传动系统将动力传递给发电机，发电机发出电能经过变频器调节电压和频率后，输送到电网。
二、双馈风力发电机的优缺点双馈风力发电机具有以下优点：1.高效率：双馈风力发电机的转子与电网直接连接，降低了损耗，提高了发电效率。
2.适应性强：双馈风力发电机具有较强的适应性，可适应不同风速和风况条件。
3.结构紧凑：双馈风力发电机采用双馈传动技术，使得发电机尺寸较小，降低了整个机组的体积和重量。
4.可靠性较高：双馈风力发电机的传动系统相对简单，维护方便，运行可靠性较高。
然而，双馈风力发电机也存在一定的缺点：1.对风速要求较高：双馈风力发电机的最佳工作效率对应于一定风速范围，当风速低于或高于这个范围时，效率会降低。
2.噪音较大：由于传动系统的存在，双馈风力发电机的噪音较直驱风力发电机较大。
3.投资成本较高：与直驱风力发电机相比，双馈风力发电机的投资成本和维护成本较高。
三、双馈风力发电机在我国的应用与发展我国双馈风力发电机的技术水平世界领先，已成为全球最大的双馈风力发电机市场。
近年来，我国政府高度重视新能源产业的发展，双馈风力发电机在我国得到了广泛应用。
根据统计数据，我国双馈风力发电机的装机容量持续增长，占全部风力发电装机容量的绝大部分。
四、双馈风力发电机的运行维护与管理为确保双馈风力发电机的稳定运行和延长机组寿命，运行维护与管理至关重要。
主要包括以下几个方面：1.定期检查：定期对双馈风力发电机的各个部件进行检查，确保机组处于良好状态。
2.故障排查：发现故障及时进行排查，分析原因并进行修复。
双馈型风力发电变流器及其控制
双馈型风力发电变流器及其控制随着环保意识的日益增强和可再生能源的广泛应用，风力发电技术得到了快速发展。
双馈型风力发电变流器作为风力发电系统中的关键设备之一，在提高风能利用率和电能质量方面具有重要作用。
本文将介绍双馈型风力发电变流器的工作原理、特点优势及其控制方式。
双馈型风力发电变流器是一种交直流变换设备，可将风力发电机发出的交流电转换为直流电，再供给电力系统使用。
其工作原理是采用双馈（交流和直流）线路，通过电力电子器件（如IGBT、SGCT等）的开关动作，控制交流和直流电流的双向流动，实现能量的交直流转换。
高效性：双馈型风力发电变流器具有较高的能量转换效率，可实现风能的最大化利用。
灵活性：双馈型风力发电变流器可通过控制开关器件的占空比，调节输出电流的幅值、频率和相位，满足不同风速和负荷条件下的运行需求。
稳定性：双馈型风力发电变流器可有效平抑风速波动带来的影响，提高电力系统的稳定性。
维护性：双馈型风力发电变流器采用模块化设计，便于维护和检修，降低了运维成本。
矢量控制：通过控制交流侧电流的幅值和相位，实现有功功率和无功功率的解耦控制，提高电力系统的稳定性。
直接功率控制：采用瞬时功率采样，通过控制逆变侧电流的幅值和相位，直接控制有功功率和无功功率，具有快速的动态响应。
神经网络控制：利用神经网络技术，建立风力发电变流器数学模型，实现自适应控制和优化运行。
模糊控制：基于模糊逻辑理论，通过模糊控制器对变流器进行非线性控制，具有良好的鲁棒性和适应性。
双馈型风力发电变流器作为风力发电系统的关键设备之一，具有高效、灵活、稳定和维护简便等特点及优势。
其控制方式多种多样，包括矢量控制、直接功率控制、神经网络控制和模糊控制等，可根据实际应用场景选择合适的控制方式以实现最优运行。
随着风电技术的不断发展，双馈型风力发电变流器在未来将发挥更加重要的作用，为可再生能源的广泛应用和绿色能源转型提供强有力的支持。
随着环境保护和可持续发展的日益重视，风力发电作为一种清洁、可再生的能源，越来越受到人们的。
双馈风力发电机及控制原理
双馈风力发电机及控制原理1. 引言随着环境保护和可再生能源的重要性越来越被人们所认识，风力发电作为一种清洁能源发电方式受到了广泛的关注。
双馈风力发电机作为一种较为常见的风力发电机类型，具有较高的效率和可靠性，被广泛应用于风力发电场。
本文将介绍双馈风力发电机及其控制原理，以帮助读者更好地理解和应用双馈风力发电机技术。
2. 双馈风力发电机原理双馈风力发电机是由风力发电机、功率变换装置和控制系统组成的。
其工作原理如下：1.风力发电机：风力发电机是将风能转化为机械能的装置。
其主要部件有叶片、轴承、传动装置等。
当风经过叶片时，叶片会受到空气的推力，使得转子旋转，进而驱动主轴转动。
2.功率变换装置：功率变换装置将发电机产生的机械能转化为电能，并连接到电网中。
双馈风力发电机使用的是双馈变流器，它包括一个转子侧变频器和一个电网侧变频器。
转子侧变频器将转子输出的电能转化为交流电，并传输到电网侧变频器。
电网侧变频器则将交流电转化为电网所需的电能，并与电网进行连接。
3.控制系统：控制系统是对双馈风力发电机进行监测和控制的装置。
它通过传感器将双馈风力发电机的状态信息传输给控制器，控制器根据预设的运行参数对发电机进行调控。
例如，控制器可以根据风速变化调整发电机的转速，以最大限度地提高发电机的效率。
3. 双馈风力发电机的优势相比于其他类型的风力发电机，双馈风力发电机具有以下几个优势：•高效率：双馈风力发电机在部分负载工况下能保持较高的效率，有效提高了发电机能量转换的效率。
•抗风干扰能力强：双馈风力发电机控制系统具有较强的抗风干扰能力，能够稳定运行并输出稳定的电能。
•可靠性高：双馈风力发电机采用的双馈变流器能够有效避免发电机因电网故障等原因引起的故障，提高了发电机的可靠性。
4. 双馈风力发电机控制原理双馈风力发电机控制系统主要通过控制器对发电机的调速、电压和功率进行控制。
其控制原理如下：1.风速检测和采集：通过风速传感器检测风速，并将风速数据传输给控制器。
双馈风力发电机原理
双馈风力发电机原理双馈风力发电机(DFIG)是一种常用于风力发电系统的发电机类型。
它采用双馈结构，具有高效、可靠和灵活的特点。
本文将介绍双馈风力发电机的原理和工作方式。
一、双馈风力发电机的结构组成双馈风力发电机主要由转子、定子和功率电子装置组成。
转子由主转子和辅助转子构成，主转子装有定子绕组，辅助转子则利用功率电子装置与电网相连。
二、双馈风力发电机的工作原理双馈风力发电机采用变频技术，可以自动调节发电机的转速和电网之间的电流和电压。
当风能转换为机械能并带动风力发电机转动时，风力发电机通过转子将机械能转换为电能。
双馈风力发电机的主要原理是利用定子绕组在电磁铁芯上产生磁场，通过主转子的转动，使得辅助转子携带的电流与主转子相互作用，从而产生电磁转矩。
这一转矩通过主轴传递给风力发电机的转子，进而带动风力发电机旋转。
这种旋转的力矩可以带动发电机的发电部分，将机械能转化为电能并输出到电网上。
三、双馈风力发电机的优点1. 高效：双馈风力发电机通过使用变频技术，能够根据风力的变化自动调节风力发电机的转速，保持最佳的效率。
2. 可靠：双馈风力发电机采用双馈结构，辅助转子通过功率电子装置与电网相连，能够在故障情况下保持风力发电机的正常运行。
3. 灵活：双馈风力发电机能够实现无级变速，适应不同风力条件下的工作要求。
四、双馈风力发电机的应用双馈风力发电机广泛应用于风力发电场。
风力发电场中的风力发电机通常需要适应风速和风向的变化，而双馈风力发电机正是这样的一种装置。
它不仅能够适应不同风力条件下的工作要求，还能够通过变频技术将电能高效地输送到电网上。
五、总结双馈风力发电机是一种高效、可靠和灵活的风力发电机。
它的工作原理基于双馈结构和变频技术，通过将风能转换为机械能，并最终转化为电能输出到电网上。
双馈风力发电机在风力发电场中有着广泛的应用前景，将成为风力发电系统的重要组成部分。
虽然本文没有严格按照合同或作文的格式写，但在核心内容的传递和组织结构方面仍满足题目要求。
双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析
双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析双馈风力发电机（Doubly Fed Induction Generator，DFIG）是一种常用于风力发电中的发电机，具有高效、稳定、可靠等特点。
这种发电机的运行控制对于提高风力发电效率、保障电网稳定运行具有非常重要的意义。
因此，本文将从双馈风力发电机的基本原理入手，对其运行控制进行分析，最后进行空间矢量分析，以期能够更深入地理解双馈风力发电机运行的基本原理及其控制方法。
一、双馈风力发电机的基本原理双馈风力发电机是一种异步发电机，其转子采用鼠笼型结构形式，由于采用了双馈结构，因此可以在一定程度上控制发电机的转速和输出功率。
双馈风力发电机主要由定子和转子两部分组成，其中定子由三相绕组和定子铁心组成，转子由三相鼠笼型转子和转子铁心组成。
在风力发电机运行过程中，风轮叶片转动带动发电机转子旋转，同时定子中的绕组接收到控制系统输出的三相交流电源，形成旋转磁场，使得转子内部产生电流。
但是，由于转子电流是通过转子与定子之间的转子定子绕组之间相互耦合进行调节的，因此双馈风力发电机可以实现在一定范围内调节转速和输出功率的目的。
二、双馈风力发电机的运行控制1、转速控制转速控制是双馈风力发电机运行控制的一个重要组成部分，常见的转速控制方法包括半导体功率调节和桥臂绕组控制。
其中，半导体功率调节是指通过调节发电机中的半导体设备电路来改变发电机输出的有功功率，从而控制发电机的转速；而桥臂绕组控制则是指通过调节发电机中的桥臂绕组来实现发电机的转速控制。
2、无功控制无功控制是指在保证有功输出一定的情况下，通过调节发电机产生的无功功率来控制电网电压的稳定。
一般来说，无功控制可以分为定常无功控制和暂态无功控制两种。
其中，定常无功控制是指在发电机输出功率不变的情况下，通过调节发电机产生的无功功率来控制电网电压稳定；而暂态无功控制则是指当电网电压发生暂态变化时，通过双馈风力发电机的控制系统进行调节，以保护电网的稳定性，同时保证发电机的安全运行。
双馈式风力发电机原理(一)
双馈式风力发电机原理(一)双馈式风力发电机简介•介绍双馈式风力发电机的基本概念和作用。
•引出后续内容。
工作原理•解释双馈式风力发电机的工作原理。
–风力转动叶片带动风力发电机转子转动。
–转子通过双馈装置连接到电网。
双馈装置•介绍双馈装置的作用和特点。
–双馈装置将转子与电网之间的传输能力分别增加至少2倍。
–双馈装置由转子绕组、转子滑环和定子间的电流传输组成。
转子绕组•解释转子绕组的结构和作用。
–转子绕组是组成双馈式风力发电机的重要组成部分。
–转子绕组能使双馈式风力发电机在变流器的控制下实现电能的传输。
转子滑环•介绍转子滑环的特点和作用。
–转子滑环能实现电能在转子与定子之间的传输。
–转子滑环具有良好的导电性和耐磨性，以确保传输效率和性能。
定子间的电流传输•解释定子间的电流传输的原理和作用。
–电流传输通过定子间的电路实现。
–定子间的电流传输是双馈式风力发电机实现电能传输的关键部分。
优势与应用•分析双馈式风力发电机的优势和应用场景。
–双馈式风力发电机能提高转子与电网之间的电能传输能力。
–双馈式风力发电机适用于风力资源较为丰富的地区，提高发电效率。
总结•概括双馈式风力发电机的工作原理和应用优势。
•对未来发展前景进行展望。
技术发展与前景展望•介绍双馈式风力发电机技术的发展历程。
•分析当前双馈式风力发电机技术面临的挑战和问题。
•展望双馈式风力发电机未来的发展前景，包括技术改进和应用拓展。
结语•总结全文内容，强调双馈式风力发电机在可再生能源领域的重要性。
•鼓励继续研究与创新，推动双馈式风力发电机技术的进一步发展。
[浅谈双馈式风力发电机]双馈式风力发电机
![[浅谈双馈式风力发电机]双馈式风力发电机](https://img.taocdn.com/s3/m/29cee158cc22bcd126ff0cfe.png)
[浅谈双馈式风力发电机]双馈式风力发电机1 双馈式发电机的组成和原理1.1 结构：双馈式发电机的定子结构和异步发电机的相同，转子上带有滑环和电刷。
双馈式风力发电系统结构如图1所示，从图中可以看出定子绕组与电网直接相连，而转子绕组则是通过可逆变流器与电网相连。
1.2 基本原理：双馈式电机的定子、转子电流产生的旋转磁场始终是相对静止的，当发电机转子变化而频率不变时，发电机的转速和定转子电流频率之间的关系为表示为：f1=(pn/60)±f2 式1式中：f1为定子电流频率，为Hz；f2为转子电流频率，单位为Hz；p为发电机的磁极对数；n为转子的转速，单位为r/min。
由上式可知，当发电机的转速发生变化时，可以通过调节f2来维持f1不变，来保证与电网频率相同，实现变速恒频控制。
根据转子的转速不同，双馈式发电机可以有三种运行状态，如图2-3所示，图中：P2为发电机轴上输入的机械功率；Pem为转子传递到定子上的电磁功率；sPem为转子输入/出的有功功率；（1±|s|）Pem 为定子绕组输出的有功功率。
①亚同步运行状态：此时n0，式子1取“+”，频率为f2的转子电流产生的旋转磁场的向速与转子转动方向相同，功率流动方如图2（a）所示，从图中可以看出，P2=Pem=(1-s) Pem+sPem，由于此时s0，所以sPem0，故需要电网给转子回路提供电能，定子绕组输出的电能为(1-s) Pem，小于转子传递到定子的电能Pem。
②超同步运行状态：发电机运行于该状态时，nn1，转差s0，式子1取“-”，频率为f2的转子电流产生的旋转磁场的向速与转子转动方向相反，功率流动方如图2（b）所示，从图中可以看出，P2=Pem，由于此时s0，所以sPem0，故转子回路会通过变流器向电网回馈电能，定子绕组输出的电能为(1+|s|) Pem，大于转子传递到定子的电能Pem，这也是双馈式发电机的重要特点。
③同步运行状态：在该状态下，发电机的转子转速与同步转速相同，故电机转子电流为一直流量，与同步发电机相同。
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风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 不同类型的风机 水平轴风机 Second level Third level Fourth level Fifth level 永磁直驱型风机
垂直轴风机
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风力发电简介
• • • •
– 按风轮机类型分(风能到机械能) Second level • 水平轴、垂直轴 • 定桨距、变桨距 Third level • 单叶片、双叶片、三叶片、多叶片 Fourth level • 定速型、变速型 – 按发电机类型分 (机械能到电能) Fifth level
• • • • 鼠笼式 绕线式 同步/永磁式 其他新型电机（开关磁阻电机、横向磁场电机、高压电机）
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风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 基于鼠笼式异步电机的风电机组 Second level Third level Fourth level Fifth level
变速箱 电网 变速箱 鼠笼式电机 鼠笼式电机 无功补 偿电容 无功补 偿电容 (a) (b) 变速箱 电网 滤波器 鼠笼式电机 无功补 偿电容 (c) 变速箱 滤波器 鼠笼式电机 (d) 电网
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风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 中国风电市场发展 – 电机、齿轮箱、叶片等设备已实现国产化； Second level – 电控系统国产化程度低，被国外设备占据。 Third 1997-2008 level 年中国风力发电总装机容量（除台湾省） Fourth level Fifth level
Rs Lls Rr’/s Rm Us Lm Ur’/s Llr’
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双馈电机原理
Click to edit Master text styles • 不同工况下双馈电机的能量关系 • Second level A、超同步速发电 • Third level • Fourth level • Fifth level
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• • • • •
Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level 一、风力发电简介 Fifth level
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风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 中国风电场分布图（截止 2007年年底） Second level Third level Fourth level Fifth level
Ps
Pm
Pr
• 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。
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双馈电机原理
• • • • • Click to edit Master text styles 双馈电机系统结构 – 静止Kramer Second level结构 • 转差功率单向流动 Third level • 定子侧励磁 Fourth level • 转速范围窄 Fifth level – 静止 Scherbius结构
(a)
变速箱
电网
绕线电机
(b)
电网
变速箱 绕线电机
(c)
变速箱
电网 滤波器 绕线电机
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(d)
风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 双馈机型的优、缺点 – 优点： level Second • 气动效率高，机械应力小，功率波动小 Third level • 功率变换设备成本低 Fourth level – 缺点： Fifth level • 电机滑环、齿轮箱等设备维护量大
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超同步运行
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电阻
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1 s Ps
Ps
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亚同步运行
D、亚同步速电动
1 s Ps
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电阻
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发电机运行
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电动机运行
双馈电机原理
Click to edit Master text styles • 双馈电机工作原理 • 电机类型 Second level 同步电机 双馈电机 转子绕组交流励磁 • 励磁方式 Third level转子绕组直流励磁 气隙磁场转速 转子转速 转子转速+转子励磁电流频率 • Fourth level 功角 与转子惯性相关（机械） 由转子励磁器调节（电气） 固定（与电网频率同步） 同步速上下一定转速范围 • 转子转速 Fifth level
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风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 直驱型机组优、缺点 – 优点： level Second • 不需要齿轮箱，维护量小 Third level • 永磁同步机组效率高 Fourth level – 缺点： Fifth level • 技术不成熟
发电机运行
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电动机运行
双馈电机原理
Click to edit Master text styles • 普通异步电机运行工况 s0 • Second level • Third level A、超同步速发电 • Fourth level • Fifth level
1
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◎更大的机组容量 ◎变速或定速运行 ◎更先进的桨叶材料和制造工艺 ◎负载和轮毂的反馈控制 5MW ◎高效的电力电子设备 ◎低速直驱型发电机 ◎更加柔性的结构
1.8MW
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500KW 300KW
◎变速或定速运行 ◎特殊桨叶设计—NREL ◎功率调节和桨角控制 ◎行星齿轮传动 ◎感应电机 ◎300－750KW，30－ 50M风轮直径
• • • • • Click to edit Master text styles 风力发电技术的进展 Second level m Third level 风 Fourth level 1.5MW机组的 轮 商业化运行 直 750KW Fifth径level
100 80 60
◎刚性结构 ◎三桨叶上风布局，主 动偏航，定速控制 ◎叶尖刹车或全桨距控 制 ◎玻璃钢桨叶 ◎齿轮传动，大小两台 感应电机 ◎塔架或者塔筒结构 ◎50－300KW，15－30M 风轮直径
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• • • • •
Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level 二、双馈电机原理 Fifth level
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双馈电机原理
• • • • • Click to edit Master text styles 电机的分类 – 变压器 level Second – 直流电机 Third level – 同步电机 Fourth level – 异步电机 Fifth level • 鼠笼式
• 绕线式
– ……
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双馈电机原理
• • • • • Click to edit Master text styles 异步电机运行方式 – 转差功率全部损耗 Second level • 定子调压、转子串电阻 Third level – 最优转差功率 Fourth level • 定子变频运行 Fifth level – 转差功率回馈（双馈运行模式）
电网
变速箱
电网 滤波器 无刷双 馈电机 (e)
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风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 基于绕线式电机的风电机组 Second level Third level Fourth level Fifth level
电网 变速箱 绕线电机
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
– 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。
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双馈电机原理
Click to edit Master text styles • 双馈电机与普通绕线电机设计上的不同 • 电机类型 Second level 双馈风力发电机 普通绕线电机 正弦电压供电，要求低 • 转子绝缘 Third level变流器驱动，要求高 散热 要求在整个转速运行范围内， 轴带风扇转速固定，风量 • Fourth level 容易控制，散热简单。 轴带风扇风量与风机功率曲 线相匹配，设计难度大。 • Fifth level 系统参数匹配 需要考虑与双馈变流器的参 系统配合要求较低。
• • • • •
Click to edit Master text styles Second level 双馈风力发电机及控制原理 Third level Fourth level 北京清能华福风电技术有限公司 Fifth level
2009年8月
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双馈风力发电机及控制原理
• • • • • Click to edit Master text styles 主要内容 – 风力发电简介 Second level – 双馈电机原理 Third level – 双馈电机控制策略 Fourth level Fifth level