Repower风力发电机及其系统培训
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Repower风力发电机及其系统培训
输出功率 定子有功 转子有功
800.00
900.00
1000.00
1100.00
发电机转速(r/min)
1200.00
1300.00
此图参考1.5MW风机
双馈发电机的负载电流关系
电流(A)
1200 1000
800 600 400 200
0 0
双馈发电机负载电流曲线
定子电流 转子电流
200
400
600
100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 0
双馈发电机效率曲线
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600
负载功率(kW)
双馈异步风力发电机系统的特点
（1）连续变速运行，风能转换率高； （2）部分功率变换，变流器成本相对较低； （3）电能质量好（输出功率平滑，功率因数高）； （4）并网简单，无冲击电流； （5）降低桨距控制的动态响应要求； （6）改善作用于风轮桨叶上机械应力 状况 ； （7）双向变流器结构和控制较复杂； （8）电刷与滑环间存在机械磨损。
铁损和铜损
• 铁损：电机的铁损包括磁滞损失和 涡流 损失两部分，电机空载时所消耗的功率 。
• 铜损：电机绕组上的损耗，包括原绕组 的铜损和副绕组的铜损，一般电机短路 情况下的损耗就是铜损。
笼型异步发电机的功率表述
pCu1
R1 I1 U1
P1
jX1
jX 2 R2
I0
Rm
pFe
I2 E1 E2
jXm
PM
pCu2
1
s
s
R2
Pm
定子输出功率：
P1m1U1I1cos1
800.00
900.00
1000.00
1100.00
发电机转速(r/min)
1200.00
1300.00
此图参考1.5MW风机
双馈发电机的负载电流关系
电流(A)
1200 1000
800 600 400 200
0 0
双馈发电机负载电流曲线
定子电流 转子电流
200
400
600
100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 0
双馈发电机效率曲线
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600
负载功率(kW)
双馈异步风力发电机系统的特点
（1）连续变速运行，风能转换率高； （2）部分功率变换，变流器成本相对较低； （3）电能质量好（输出功率平滑，功率因数高）； （4）并网简单，无冲击电流； （5）降低桨距控制的动态响应要求； （6）改善作用于风轮桨叶上机械应力 状况 ； （7）双向变流器结构和控制较复杂； （8）电刷与滑环间存在机械磨损。
铁损和铜损
• 铁损：电机的铁损包括磁滞损失和 涡流 损失两部分，电机空载时所消耗的功率 。
• 铜损：电机绕组上的损耗，包括原绕组 的铜损和副绕组的铜损，一般电机短路 情况下的损耗就是铜损。
笼型异步发电机的功率表述
pCu1
R1 I1 U1
P1
jX1
jX 2 R2
I0
Rm
pFe
I2 E1 E2
jXm
PM
pCu2
1
s
s
R2
Pm
定子输出功率：
P1m1U1I1cos1
风力发电项目培训资料讲解
14.00% 22.00%
23.00% 41.00%
coal （煤炭）
oil（石油）
natural gas（天然 气） hydropower and other （水电及其他）
12 2020/10/1
我国能源的本质问题
人口太多，人均资源负担太重； 经济超速发展，顾及不了能源利用效率； 环境评估落后、地方官员落后的政绩观，使
– 可再生能源
传统可再生能源
– 大型水电
– 传统技术利用的生物质能
新的可再生能源
– 太阳能
– 风能
– 小水电（单机5000KW以下）
– 生物质能（传统燃烧除外）
– 地热
– 海洋能
18
2020/10/1
38.00%
预计2050年的世界能源消费比例
17.00%
coal （煤炭） oil（石油）
25.00%
石油过分依赖进口，目前对石油的进口 依赖率为40％，消耗量为世界第二位； 到2030年，中国石油的90％需要进口， 能源安全无法得到保证；
水力发电，中国1600万水力移民，有 1000万人生活不如原来；
15
2020/10/1
中国的环境问题
经济增长远超过对资源与环境保护投资 的增长；
土地退化加剧，天然林减少，生物多样 性面临威胁；
Energy Resources Comparison between World and China
2020/10/1
Solar Oil Gas
Coal Uranium 9
人均资源状况 （以标准煤计算）
我国2005年产煤21亿吨，人均为1.6吨 预计2050年人均要达到2.5-3.5吨
– 比较
风力发电机结构及原理培训ppt
作用
支撑风轮和发电机等部件，并 作为风力发电机的结构基础。
基础材料
通常采用混凝土或钢材。
塔顶结构
塔顶通常安装有控制柜、变压 器等设备。
其他部件
控制系统
用于控制风力发电机的启动、停机和功率控制等 操作。
冷却系统
用于降低发电机等部件的温度，保证其正常运转 。
防护系统
包括防雷、防冰雹等装置，以保护风力发电机不 受自然灾害的损害。
直驱式风力发电机
直驱式风力发电机取消了传统变速 机构，提高了系统的效率和可靠性 。
多兆瓦级风力发电机
多兆瓦级风力发电机具有更大的单 机容量和更高的能量转换效率，是 未来风力发电的重要发展方向。
02
风力发电机结构
风轮
作用
结构
将风能转化为机械能，通过风轮叶片的旋转 驱动齿轮箱。
由叶片、轮毂和轴承等组成。
目，可以满足当地电力需求，并减少对传统能源的依赖。
海上风电
03
在沿海地区建设海上风电项目，可以利用丰富的海上风能资源
，提高能源利用效率。
风力发电机的种类与特点
水平轴风力发电机
水平轴风力发电机是当前主流的风 力发电机类型，具有较高的能量转 换效率和可靠性。
垂直轴风力发电机
垂直轴风力发电机具有独特
风力发电是一种环保、清洁的能源，对于促进 可持续发展和能源转型具有重要意义。
3
提高能源安全性
风力发电可以在不同地区进行部署，提高能源 的多样性和安全性。
风力发电机的应用场景
大型风电场
01
在风力资源丰富的地区，建设大型风电场是实现风力发电规模
效益的重要途径。
分布式风电
02
在城市和工业区等区域，利用风力发电机组建设分布式风电项
风力发电机机用发电机培训 ppt课件
天元电机
此时输入转子电流的频率fr1为：
fr1=P·nr1/60=p(ns-nr2)/60=P·ns·S/60=S·fs
式中：S—转子滑差 fs---工频 上式表明：当发电机的转子以不同的转速
（滑差为S）运行时，只要根据转子转速的变化 来调节输入转子电流的频率，使变频器在转子三 相对称绕组中随时输入滑差频率fr1的电流，就可 以在发电机气隙中形成同步速度的旋转磁场，在 定子绕组中产生恒定频率的电势，满足其并网运 行的要求。
机组运转前应手动盘车，以防机械系统有 锁死故障。
天元电机
9、发电机的出线标记及正确的接线。
发电机定子的接法为△接（如图）
发电机转子的接法为Y接（如图）
天元电机
发电机接线板上有12个接线柱，详见表格
相序 头 尾
U(A) U1、U1 U2、U2
V(B) V1、V1 U2、V2
W(C) W1、W1 W2、W2
发电机出现故障，如线圈接地、定转子碰擦及轴承磨损 情况严重
电源电压及频率变化范围超过规定值，电压及频率的范 围为±10%。
Pt100温度传感器损坏，可用万用表测量Pt100温度传 感器接线端头，正常值应在100~200Ω。
天元电机
发电机在同步转速（1500rpm）以上 运行时，定子、转子皆通过变频器向电网 馈电，底于同步转速运行时，定子馈电， 转子消耗功率。
天元电机
8、发电机的安装： 在采用弹性联轴器直接偶合传动时，必须精
确地使发电机与拖动机械的轴线保持在同一直 线上。
天元电机
注意进水孔、出水孔标识，冷却水应从进水 孔流入，出水孔流出。安装水管时注意密封， 防止漏水。
天元电机
电源线的连接： 发电机定子U、V、W相与电源A、B、C或U、
此时输入转子电流的频率fr1为：
fr1=P·nr1/60=p(ns-nr2)/60=P·ns·S/60=S·fs
式中：S—转子滑差 fs---工频 上式表明：当发电机的转子以不同的转速
（滑差为S）运行时，只要根据转子转速的变化 来调节输入转子电流的频率，使变频器在转子三 相对称绕组中随时输入滑差频率fr1的电流，就可 以在发电机气隙中形成同步速度的旋转磁场，在 定子绕组中产生恒定频率的电势，满足其并网运 行的要求。
机组运转前应手动盘车，以防机械系统有 锁死故障。
天元电机
9、发电机的出线标记及正确的接线。
发电机定子的接法为△接（如图）
发电机转子的接法为Y接（如图）
天元电机
发电机接线板上有12个接线柱，详见表格
相序 头 尾
U(A) U1、U1 U2、U2
V(B) V1、V1 U2、V2
W(C) W1、W1 W2、W2
发电机出现故障，如线圈接地、定转子碰擦及轴承磨损 情况严重
电源电压及频率变化范围超过规定值，电压及频率的范 围为±10%。
Pt100温度传感器损坏，可用万用表测量Pt100温度传 感器接线端头，正常值应在100~200Ω。
天元电机
发电机在同步转速（1500rpm）以上 运行时，定子、转子皆通过变频器向电网 馈电，底于同步转速运行时，定子馈电， 转子消耗功率。
天元电机
8、发电机的安装： 在采用弹性联轴器直接偶合传动时，必须精
确地使发电机与拖动机械的轴线保持在同一直 线上。
天元电机
注意进水孔、出水孔标识，冷却水应从进水 孔流入，出水孔流出。安装水管时注意密封， 防止漏水。
天元电机
电源线的连接： 发电机定子U、V、W相与电源A、B、C或U、
REpower风机Converteam变频器培训
机定子向电网提供100%的电功率。此外， 滑差功率通过发电机滑环从变频器供于转 子。 在超同步模式下（额定负载范围），发电 机定子无需通过变频器直接向电网提供 83%的电功率，剩余17%的功率通过变频 器从转子馈入电网。
交-直-交变频器
交-交变频器：是指无直流中间环节、直接将电网频率的
双馈型电机工作原理
根据电网要求，发电厂发出的电需满足三
个条件（电压、波形、频率） E=4.44fNφ K 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)。 当转速发生变化时可以通过调节转子励磁 电流频率为稳定输出电压频率。
风机运行特点
在次同步模式下（部分负载范围），发电
变频器对外部的干扰
变频器对外部的干扰
2、输出电压与电流的波形 ： 绝大多数变频器的逆变桥都采用PWM调制方式，
其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形 波。 寄生电容Cp存在于电机电缆和电机内部，因此变 频器的PWM输出电压波形的开关翼部通过寄生电 容产生一个高频脉冲电流Is，使变频器成为一个 谐波干扰源。由于谐波电流Is的产生源是变频器, 因此它一定要流回变频器。图中Ze为 大地阻 抗,Zn为动力电缆与地之间的阻抗。谐波电流流过 此二阻抗所造成的电压降,将影响到同一电网上的 其它设备造成干扰
电压变换为频率比电网频率低而可变的输出电压的变换器。 因为是直接变换，故比一般的变频器有更高的效率。 由于其交流输出电压是直接由交流输入电压波的某些部分 包络所构成，因而其输出频率比输入交流电源的频率低得 多，输出波形较好，最高输出频率仅为电网的1/3左右； 变频器按电网电压过零自然换相，可采用普通晶闸管； 因电路构成方式的特点，所用晶闸管器件数量较多； 功率因数较低，特别在低速运行时更低，需要补偿； 谐波分量大，对电网污染严重。 鉴于以上特点，该变频器特别适合于大容量的低速传动。
交-直-交变频器
交-交变频器：是指无直流中间环节、直接将电网频率的
双馈型电机工作原理
根据电网要求，发电厂发出的电需满足三
个条件（电压、波形、频率） E=4.44fNφ K 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)。 当转速发生变化时可以通过调节转子励磁 电流频率为稳定输出电压频率。
风机运行特点
在次同步模式下（部分负载范围），发电
变频器对外部的干扰
变频器对外部的干扰
2、输出电压与电流的波形 ： 绝大多数变频器的逆变桥都采用PWM调制方式，
其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形 波。 寄生电容Cp存在于电机电缆和电机内部，因此变 频器的PWM输出电压波形的开关翼部通过寄生电 容产生一个高频脉冲电流Is，使变频器成为一个 谐波干扰源。由于谐波电流Is的产生源是变频器, 因此它一定要流回变频器。图中Ze为 大地阻 抗,Zn为动力电缆与地之间的阻抗。谐波电流流过 此二阻抗所造成的电压降,将影响到同一电网上的 其它设备造成干扰
电压变换为频率比电网频率低而可变的输出电压的变换器。 因为是直接变换，故比一般的变频器有更高的效率。 由于其交流输出电压是直接由交流输入电压波的某些部分 包络所构成，因而其输出频率比输入交流电源的频率低得 多，输出波形较好，最高输出频率仅为电网的1/3左右； 变频器按电网电压过零自然换相，可采用普通晶闸管； 因电路构成方式的特点，所用晶闸管器件数量较多； 功率因数较低，特别在低速运行时更低，需要补偿； 谐波分量大，对电网污染严重。 鉴于以上特点，该变频器特别适合于大容量的低速传动。
风力发电机组培训教材PPT课件
• 是发电还是电动取决于转差率S, 当S为负值，则为发 电机，对风电S为-1%至-2%
• 转差率S是同步旋转速度Ns和
实际转子转速N间的相对差，即
风厂力S=发(N电s -N)/Ns
2. 鼠笼风电机组的构成
3. 应用范围
❖ 单一鼠笼感应机在MW级以下的定速风机中获得了广泛的应用； ❖ 带有单一具备双速绕组的鼠笼感应机；通过改变绕组改变极对数。
一、鼠笼感应风力发电机组
1. 原理 2. 构成 3. 应用范围 4. 优缺点
1. 鼠笼机原理
• 转子类似鼠笼，定子类似同步电机定子。
• 定子通电后，旋转磁场在转子鼠笼条中产生感应电流；
• 转子电流与气隙旋转磁场相互作用，从而在转子上产 生转矩，这就是电动机原理；如果外力拖动转子，当转 速超过同步速时，反电势就会在定子中感生出电流。
四、绕线式同步机的直驱机组
1. 原理 2. 构成 3. 特点 4. 全功率PEC的主要功能 5. 优点与局限
1. 原理
❖ 直驱风机中，大直径凸极转子直接连到风机转子上，以在同步速 旋转。因为风速的变化，风机的机械转子转速以及发电机机端的 电气频率也是变化的。
❖ 因为电气频率与电网的频率不匹配，所以发电机需要与电网解耦。 因此，要求WRSG的定子通过4象限工作的PEC与电网连接。
5. 优点与局限（1）
5.1 优点 ❖ 由于转子电流可调，转速可以在有效范围内变化，同时可以利用
足够的有效能量。 ❖ 由于PEC可以控制转子电压，所以DFIG可以吸收和输出无功功率。
在电压可能出现波动的脆弱电网中，可以控制DFIG从电网吸收或 向电网输出大量的无功功率。从而使设备在严重的电压波动时可 以继续并网运行，有利于电网稳定。 ❖ 基于PWM的PEC也可用来进行频率调节。 ❖ 现成的WRIG可以被用来改装成DFIG。
• 转差率S是同步旋转速度Ns和
实际转子转速N间的相对差，即
风厂力S=发(N电s -N)/Ns
2. 鼠笼风电机组的构成
3. 应用范围
❖ 单一鼠笼感应机在MW级以下的定速风机中获得了广泛的应用； ❖ 带有单一具备双速绕组的鼠笼感应机；通过改变绕组改变极对数。
一、鼠笼感应风力发电机组
1. 原理 2. 构成 3. 应用范围 4. 优缺点
1. 鼠笼机原理
• 转子类似鼠笼，定子类似同步电机定子。
• 定子通电后，旋转磁场在转子鼠笼条中产生感应电流；
• 转子电流与气隙旋转磁场相互作用，从而在转子上产 生转矩，这就是电动机原理；如果外力拖动转子，当转 速超过同步速时，反电势就会在定子中感生出电流。
四、绕线式同步机的直驱机组
1. 原理 2. 构成 3. 特点 4. 全功率PEC的主要功能 5. 优点与局限
1. 原理
❖ 直驱风机中，大直径凸极转子直接连到风机转子上，以在同步速 旋转。因为风速的变化，风机的机械转子转速以及发电机机端的 电气频率也是变化的。
❖ 因为电气频率与电网的频率不匹配，所以发电机需要与电网解耦。 因此，要求WRSG的定子通过4象限工作的PEC与电网连接。
5. 优点与局限（1）
5.1 优点 ❖ 由于转子电流可调，转速可以在有效范围内变化，同时可以利用
足够的有效能量。 ❖ 由于PEC可以控制转子电压，所以DFIG可以吸收和输出无功功率。
在电压可能出现波动的脆弱电网中，可以控制DFIG从电网吸收或 向电网输出大量的无功功率。从而使设备在严重的电压波动时可 以继续并网运行，有利于电网稳定。 ❖ 基于PWM的PEC也可用来进行频率调节。 ❖ 现成的WRIG可以被用来改装成DFIG。
风电操作技术培训发电系统维护指南
风电操作技术培训发电系统维护指南传统的能源资源逐渐减少，环境保护意识逐渐增强，风能作为一种清洁、可再生的能源开始受到广泛关注。
风电发电系统作为其中的核心部分，对于风电站的运营具有至关重要的意义。
在风电操作技术培训中，发电系统维护是一个不可或缺的环节，本文将为您详细介绍风电操作技术培训发电系统维护的指南。
一、发电系统概述发电系统是风电站中最核心的部分，其主要由风能转换机构、发电机、变电设备和电网接入设备等组成。
风能转换机构将风能转化为机械能，进一步通过发电机将机械能转化为电能，然后经由变电设备将电能送入电网，实现供电功能。
二、发电系统维护的重要性发电系统的正常运行对于风电站的发电效率以及设备寿命都有着重要的影响。
定期进行发电系统的维护和检修，可以有效地保障发电系统的可靠性和稳定性，提高风电站的发电效率，延长设备的使用寿命。
三、发电系统维护内容及周期1. 风能转换机构维护风能转换机构是将风能转化为机械能的关键部分，对其进行定期的润滑和检修十分重要。
润滑剂应选用高温耐磨的润滑油，以确保机构的正常运行。
同时，还应定期检查叶片和主轴等部件的腐蚀情况，及时更换受损的部件。
2. 发电机维护发电机是将机械能转化为电能的核心装置，在维护过程中，应注意定期清洗发电机的冷却系统，确保散热效果良好。
同时，还需定期检查绝缘材料的状况，预防因绝缘材料老化而引发的安全隐患。
此外，还应定期检查发电机的轴承运行状态，确保其正常运行。
3. 变电设备维护变电设备是将发电机产生的电能进行升压、输送和分配的关键环节，对其进行定期的巡检和维护至关重要。
在巡检过程中，应检查设备的温度、电流以及绝缘状况等参数，确保设备的正常运行。
同时，还需定期清洁设备外部，排除因灰尘和湿度等因素导致的故障。
4. 电网接入设备维护电网接入设备是将发电系统的电能与电网连接起来的关键部分，其定期的检修和维护能够确保电能的顺利输送和电网的安全运行。
在维护过程中，应定期检查并清理接触器和隔离开关等部件，确保设备的灵活可靠。
风电操作技术培训入门指南
风电操作技术培训入门指南随着可再生能源领域的发展，风能作为一种清洁、可持续的能源形式正在受到越来越多的关注。
作为风电运维人员，了解和掌握风电操作技术是至关重要的。
本文将为您提供一份风电操作技术培训的入门指南，帮助您快速入门并提升您的技术能力。
一、风电发电原理及系统组成风能是利用风力将机械能转化为电能的过程。
学习风能发电原理以及风电系统的组成是入门的第一步。
风能的转换是通过风轮和发电机之间的机械转动来实现的。
风轮转动的能量会通过传动系统传递给发电机，进而产生电能。
风电系统由风轮、转动传动系统、发电机、电力传输系统等组成。
二、风电设备及安全操作了解风电设备的基本构造和安全操作是培训的重要内容之一。
如风轮、轴承、齿轮箱、变桨机构等，每个部件都有其特定的结构和工作原理。
操作风电设备时，应注意安全事项，如穿戴合适的安全装备、正确使用工具、遵守操作规程等，以避免潜在的危险。
三、风电巡检及故障排除风电巡检是风电运维过程中十分重要的一环。
通过定期巡检，可以有效发现设备的异常情况并采取相应措施。
在风电巡检中，需要检查发电机、传动系统、电力传输线路等各个部分的工作状态。
当发现故障时，需要及时进行故障排除，保证风电系统的正常运行。
四、风电维护与保养良好的风电维护与保养对于风电系统的长期运行至关重要。
维护与保养工作包括定期更换润滑油、检查电缆接头、清洁设备表面等。
通过合理的维护与保养，可以延长风电设备的使用寿命，降低故障率，并提高发电效率。
五、风电运维数据分析风电运维数据分析是提高风电系统效率和性能的关键环节。
学习如何采集、分析和利用运维数据，有助于我们了解设备的运行状况以及存在的问题。
通过数据分析，可以制定更加科学的维护和运维策略，提高风电系统的可靠性和发电效率。
六、风电事故应急处理事故应急处理是风电运维人员必备的能力之一。
在培训中，需学习事故应急处理的基本原则和方法，如事故现场的判断与处理、报警流程、组织人员疏散等。
风力发电机培训课件
变频器主回路
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
变频器关键器件简介
• 绝缘栅双极晶体管：IGBT （Insulated Gate Bipolar Transistor）
• 金属氧化物半导体场效应晶体管： MOSFET （metallic oxide semiconductor field effect transistor）
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
IGBT 的优势
• 发电机控制系统除了控制发电机“获取最 大能量”外，还要使发电机向电网提供高 品质的电能。因此发电机通过IGPT控制系 统可获得：①尽可能产生较低的谐波电流， ②能够控制功率因数，③使发电机输出电 压适应电网电压的变化，④向电网提供稳 定的功率
变速恒频变桨控制的 理论依据
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
Cp、β、λ的关系曲线
β
β
β
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
沿运动轨道的切线方向，故又称切向速度。它是描述作曲
线运动的质点运动快慢和方向的物理量。物体上各点作曲
线运动时所具有的即时速度，其方向沿运动轨道的切线方
向。在匀速圆周运动中，线速度的大小等于运动质点通过 的弧长（S）和通过这段弧长所用的时间（△T）的比值。 即V=S/△T，在匀速圆周运动中，线速度的大小虽不改变， 但它的方向时刻在改变。它和角速度的关系是V=ωR。线 速度的单位是米/秒。
风电公司风力发电机组整机基础知识培训讲义
如果一个驱动器发生故 障，另两个驱动器可以安全 地使风机停机。
变桨接近撞块和变桨限位撞块
安装位置
变桨限位撞块安装在变桨轴承内圈内侧，与缓冲块配 合使用。变桨接近撞块安装在变桨限位撞块上，与变桨感 光装置配合使用。
工作原理
当叶片变桨趋于最大角度的时候，变桨限位撞块会 运行到缓冲块上起到变桨缓冲作用，以保护变桨系统， 保证系统正常运行。
风力发电机分为同步发电机（传统发电机模 式）和异步发电机。传统风力发电机组模式效率 可达93.2%,而双馈异步发电机模式可达96.4%。
传统发电机能量流图
发电机
100% 2.8%
变频器
~~
4.0%
功率损耗
功率损耗
93.2% 电网
100%
双馈感应电机能量流图
2.8%
发电机
77.8%
96.4% 电网
• 耐腐蚀、抗紫外线照射和雷击的性能好； • 发电成本较低，维护费用最低。
• 叶片厂家：上玻院、中复、惠腾保定、中材四种 • 叶片长度：29m、34m、37.5/38m、40.25m • 叶轮直径：60m、70m、77m、82m • 重量：轮毂18吨，三个叶片18吨
外形美观性
叶片技术发展——数量
安全状态。 控制方式：手动
2、雷电保护装置：
数量：三组
位置：齿轮箱前端连接轮毂处
作用：将叶轮上的电流传导到齿轮 箱的机体上，再通过接地线 将电流倒入大地，以保护机 组。
控制方式：不需控制
3、加热器：
数量：六个（两组，每组一个备用）
位置：齿轮箱的前部和后部
作用：当齿轮箱工作环境温度较低 时，加热器对齿轮箱润滑油 进行加热，以确保齿轮箱内 部的润滑油保持在一定的粘 度范围。
变桨接近撞块和变桨限位撞块
安装位置
变桨限位撞块安装在变桨轴承内圈内侧，与缓冲块配 合使用。变桨接近撞块安装在变桨限位撞块上，与变桨感 光装置配合使用。
工作原理
当叶片变桨趋于最大角度的时候，变桨限位撞块会 运行到缓冲块上起到变桨缓冲作用，以保护变桨系统， 保证系统正常运行。
风力发电机分为同步发电机（传统发电机模 式）和异步发电机。传统风力发电机组模式效率 可达93.2%,而双馈异步发电机模式可达96.4%。
传统发电机能量流图
发电机
100% 2.8%
变频器
~~
4.0%
功率损耗
功率损耗
93.2% 电网
100%
双馈感应电机能量流图
2.8%
发电机
77.8%
96.4% 电网
• 耐腐蚀、抗紫外线照射和雷击的性能好； • 发电成本较低，维护费用最低。
• 叶片厂家：上玻院、中复、惠腾保定、中材四种 • 叶片长度：29m、34m、37.5/38m、40.25m • 叶轮直径：60m、70m、77m、82m • 重量：轮毂18吨，三个叶片18吨
外形美观性
叶片技术发展——数量
安全状态。 控制方式：手动
2、雷电保护装置：
数量：三组
位置：齿轮箱前端连接轮毂处
作用：将叶轮上的电流传导到齿轮 箱的机体上，再通过接地线 将电流倒入大地，以保护机 组。
控制方式：不需控制
3、加热器：
数量：六个（两组，每组一个备用）
位置：齿轮箱的前部和后部
作用：当齿轮箱工作环境温度较低 时，加热器对齿轮箱润滑油 进行加热，以确保齿轮箱内 部的润滑油保持在一定的粘 度范围。
风力发电机培训教材
超同步发电时，通过定转子两个通道同时向电网馈送能量，这时 脉冲整流器相当于逆变器将直流侧能量馈送回电网。转速范围是 1000～2000rpm，同步转速是1500rpm。定子电压等于电网电压。 转子电压与转差频率、转子堵转电压成正比 。
定子功率
转子功率 电网功率
功率与发电机转速的曲线图
第 10 页
3.发电机技术参数
最高定子电流 1300A
轴承设计寿命 170，000小时
冷却
水压 入口水温度
水冷，≤60 l / min
≤5 bar ≤+50°C
最高转子电流 500A
发电机重量
防护等级 中心高 涂层颜色
5700kg
IP 54 450mm RAL5003 第 11 页
电机安装方式 IMB3
3.发电机技术参数
690V，功率因数为1，50Hz
PC
CPC
第 8 页
2作用与工作原理
变频器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态。 亚同步发电时，通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产 生制动力矩使电机工作在发电状态。这时脉冲整流器相当于 整流器从电网吸收能量。
定子功率
转子功率 电网功率
功率与发电机转速的曲线图
第 9 页
2作用与工作原理
华锐风电科技有限公司
第 12 页
3.发电机技术参数
尺
寸
图
第 13 页
4.发电机附件
华锐风电科技有限公司
加热器 为了使风力发电机组在低温环境下正常运行，发电机 内置了 600W 的加热器。在低温启动风机时，首先启动 加热器，通过排水孔排出冷凝水。加热器的启停由PLC 控制。 PT100温度传感器 每个定子绕组、轴承都用2个PT100温度传感器来检测 和监控温度，防止发电机过热。如果绕组、轴承温度 过高，监控系统就发出警报，并降低功率，如果温度 过高变频器系统关断。
定子功率
转子功率 电网功率
功率与发电机转速的曲线图
第 10 页
3.发电机技术参数
最高定子电流 1300A
轴承设计寿命 170，000小时
冷却
水压 入口水温度
水冷，≤60 l / min
≤5 bar ≤+50°C
最高转子电流 500A
发电机重量
防护等级 中心高 涂层颜色
5700kg
IP 54 450mm RAL5003 第 11 页
电机安装方式 IMB3
3.发电机技术参数
690V，功率因数为1，50Hz
PC
CPC
第 8 页
2作用与工作原理
变频器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态。 亚同步发电时，通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产 生制动力矩使电机工作在发电状态。这时脉冲整流器相当于 整流器从电网吸收能量。
定子功率
转子功率 电网功率
功率与发电机转速的曲线图
第 9 页
2作用与工作原理
华锐风电科技有限公司
第 12 页
3.发电机技术参数
尺
寸
图
第 13 页
4.发电机附件
华锐风电科技有限公司
加热器 为了使风力发电机组在低温环境下正常运行，发电机 内置了 600W 的加热器。在低温启动风机时，首先启动 加热器，通过排水孔排出冷凝水。加热器的启停由PLC 控制。 PT100温度传感器 每个定子绕组、轴承都用2个PT100温度传感器来检测 和监控温度，防止发电机过热。如果绕组、轴承温度 过高，监控系统就发出警报，并降低功率，如果温度 过高变频器系统关断。
《发电机系统培训》课件
发电机系统的分类与特点
总结词
发电机系统的分类及其特点
详细描述
发电机系统可以根据不同的分类标准进行分类，如按照能源类型可以分为火力发电、水 力发电、风力发电、太阳能发电等；按照输出功率可以分为小型发电机、中型发电机、 大型发电机等；按照工作原理可以分为同步发电机和异步发电机等。不同类型的发电机
系统具有不同的特点和应用场景，需要根据实际需求进行选择。
《发电机系统培训》 ppt课件
目录
CONTENTS
• 发电机系统概述 • 发电机系统的维护与保养 • 发电机系统的故障诊断与排除 • 发电机系统的操作与使用 • 发电机系统的安全与环保
01
发电机系统概述
发电机系统的定义与组成
总结词
发电机系统的基本概念和构成
详细描述
发电机系统是用于将其他形式的能源转换为电能的设备，主要由原动机、发电机和控制系统三部分组成。原动机 是将其他形式的能源转换为机械能的装置，发电机是将机械能转换为电能的装置，而控制系统则是用来调节发电 机的工作状态和输出电压的装置。
。
发动机功率不足
检查空气滤清器是否清洁，燃 油系统是否正常，气门间隙是
否适当。
发动机异响
检查发动机各部件是否正常， 如曲轴、连杆、活塞等。
特殊故障的诊断与排除
发动机突然熄火
检查电路是否短路、保 险丝是否熔断，以及发元催化器、氧传 感器等排放控制装置是
否正常工作。
检查电气系统
检查发电机电气线路、插头和开关是否正常，确保无短路、断路或 接触不良。
调整发动机参数
根据需要，调整发动机的怠速、点火正时和气门间隙等参数，以保 证发动机性能。
特殊情况下的维护保养
01
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转子电流受控的异步风力发电机
系统(Rotor Current Control，
转子电流斩波控制电路：
RCC)
原理： 控制附加电阻的接入时间，从而控制转子电
RCC异步风力发电机系统的特点
优点：
（1）风速变化引起风轮转矩脉动的低频分量由变 桨调速机构调节，其高频分量由RCC调节，可 明显减轻桨叶应力，平滑输出电功率;
电机 正反 转控 制图
笼型异步发电机的等值电路
R1 jX1
R2 jX 2
U1
I1
I0 Rm
jXm
I2' E1= E'2
1
s
s
R2
➢一相等值电路 ➢定子漏阻抗、转子漏阻抗（折合）、励磁阻抗 ➢转子可变电阻反映发电机的负载状况
铁损和铜损
铁损：电机的铁损包括磁滞损失和 涡流损失两部分，电机空载时所消耗的功 率。
E1 E2
jXm
1 s
s
R2
P1 pCu1
PM pFe
pCu2
Pm
P2
pm+ pa
笼型异步发电机的机械特性曲线
n
发
电
机
Smax
0 n1
电 动 机
电磁 －Tm
10
制动
s
电磁转矩：
T
2πf1[(R1
m1 pU12
R2 s
R2 s
)2
(
X1
X 2 )2]
发电机状态： 0＜n1＜n ，s＜0
T Tm
电动机状态： 0＜n＜n1 ，0＜s＜1
➢ 旋转磁场的转向取决于三相电流的相序，转速
n1取决于电流的频率 f 和极对数 P：
n1
60 f P
—— 同步转速
笼型异步风力发电机的工作原理
定子三相电流产生旋转磁场，以同步转速n1 旋转
在转子导条中产生感应电动势
e e 在转子绕组中产生感应电流
i i 在磁场中产生电磁
力f f 产生电磁转
S
n1 Y
转子电流受控的异步风力发电机 系统(Rotor Current Control，
RCC)
定义：
转子电流控制技术是指通过电力电子开
关和脉宽调制（PWM）来控制绕线型异步发电机转
子电流的一项技术。
系统的结构特征：
（1）采用变桨风力机；
（2）采用绕线型异步发电机，但没有滑环；
（3）采用旋转开关器件斩波控制转子电流，动态调 整发电机的机械特性。
C
e, i f
An
T
X
f
矩若T转子以转速n>n1, 向n1的方向旋转
机械能 →电能，是发电机
Z
B
N
n 是否会等于 n1？要产生T，必须n≠n1 —— 异
转子转速大于定子旋转磁场转速， 发电！步
笼型异步风力发电机的工作原理
转差率
异步电机的特点之一是转子转速n和定子旋转磁场的同步 转速n1不同。
把同步转速n1与转子转速n的差与同步转速n1的比值，称 为转差率，用s表示，即
s n1 n n1
则转子转速n可表示为： n＝(1－s)n1
笼型异步发电机 中转差率S 与运行状态的关系?
笼型异步风力发电机的工作原理
异步电机的运行状态 发电机状态
电动机状态
S n1
nT
S n1
nT
N
N
n n＞n1＞0
n1
0＜n＜n1
0
s＜0
0
0＜s＜1
1s
用转差率s可以表示异步电机的运行状态!
大唐公司系列培训系列之
风力发电机及其系统
2010年8月
风力发电机组的内部结构
机舱＋轮毂＋桨叶＋变桨系统＋偏航系统 ＋齿轮箱＋发电机＋底座＋塔筒＋控制柜
典型风力发电机系统
定速笼型异步风力发电机系统 转子电流受控的异步风力发电机系统 双馈异步风力发电机系统 转子电流混合控制的异步风力发电机系统 变速笼型异步风力发电机系统 电励磁直驱同步风力发电机系统 永磁直驱同步风力发电机系统 混合励磁直驱同步风力发电机系统 横向磁通永磁同步风力发电机系统
（2）利用风轮作为惯性储能元件，吞吐伴随转子 转速变化形成的动能，提高风能利用率；
（3）电力电子主回路结构简单，不需要大功率电 源。
缺点：
旋转电力电子开关电路检修、更换困难。
软特性 vs. 硬特性
笼型异步发电机的运行特点
（1）发电机励磁消耗无功功率，皆取自电网。应 选用较高功率因数发电机，并在机端并联电容；
（2）绝大部分时间处于轻载状态，要求在中低负 载区效率较高，希望发电机的效率曲线平坦；
（3）风速不稳，易受冲击机械应力，希望发电机 有较软的机械特性曲线，Ｓmax绝对值要大 ；
（4）并网瞬间与电动机起动相似，存在很大的冲 击电流，应在接近同步转速时并网，并加装软起 动限流装置；
典型风力发电机系统
定速笼型异步风力发电机系统 转子电流受控的异步风力发电机系统 双馈异步风力发电机系统 转子电流混合控制的异步风力发电机系统 变速笼型异步风力发电机系统 电励磁直驱同步风力发电机系统 永磁直驱同步风力发电机系统 混合励磁直驱同步风力发电机系统 横向磁通永磁同步风力发电机系统
定速笼型异步风力发电机系统
三相笼型异步风力发电机
笼型异步风力发电机的内部结构
机座
风扇
定子铁心 定子绕组
端盖
转子铁心
转子绕组 （端环）
笼型异步风力发电机的工作原理
旋转磁场
➢ 向对称的三相绕组中通入对称三相交流电流， 可以产生一个旋转磁场。
➢ 如果三相绕组分布在一个圆周上，则旋转磁场 作旋转运动。旋转磁场在一个圆周内，呈现出 的磁极（N、S极）数目称为极数，用2P表示。
转子电流受控的异步风力发电机系 统(Rotor Current Control， RCC)
绕线型转子异步发电机
➢转子采用类似于定子的三相交流绕组，一般 接成Y接；
➢转子三相绕组可在转子内部联接，也可经滑 环—电刷装置将转子三相绕组端接线引出；
➢转子三相绕组的端接线在转子内部短接时， 发电机的机械特性类似于笼型异步发电机；外 接附加电阻时，机械特性变软。
铜损：电机绕组上的损耗，包括原绕组的铜损和副绕组的铜损，一般电机短 路情况下的损耗就是铜损。
pCu1
R1 I1 U1
P1
笼型异步发电机的功率表述
定子输出功率：
P1 m1U1I1 cos1
jX1
jX 2 R2 pCu2
铁损耗：
I0
Rm
pFe
I2 E1 E2
jXm
PM
1
s
子铜损耗：
pCu1 m1I 12R1 p Cu2 m1I 22R2
机械输入功率：
Pm
m1I 22
1 s
s
R2
电磁功率： PM
m1E2I 2 cos 2
m2E 2I 2 cos 2
m1I 22
R2 s
笼型异步发电机的功率流程图
R1
I1 U1
R2 / s
jX1
jX 2
R2
I0
I 2
Rm