双馈风力发电机工作原理

合集下载

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、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。

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、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 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 —。

双馈风机工作原理

双馈风机工作原理

双馈风机工作原理
双馈电机是一种能够实现电能直接向机械能的转换的电机,它能够直接接入电网,在电网运行。

双馈电机在运行时,转子上的磁通发生变化,从而形成了一个特殊的磁场,这个磁场使转子对定子旋转。

在定子与电网之间产生一个交流电压,通过控制变频器上的变流器(或双馈电机上的变流器)向电网输送电能。

因此,双馈电机属于一种电压源型换流器(VSC)。

交流电压由变
频器控制,双馈电机转子侧和电网侧都可以直接向电网输送电能。

双馈电机能够实现风电场的并网运行,对风电场的运行是非常有利的。

它可以在风电场中采用不同功率等级的发电机以实现并网运行,这将使整个风电场向电网提供相同水平的电能,并且不需要增加或改变风力发电机的容量。

双馈电机通过改变定子磁场中电流的大小和方向来发电和配电。

这意味着双馈电机不需要复杂的控制系统即可实现对有功功率、无功功率和频率的控制。

为了获得最大的发电量,双馈电机通常需要大容量的变流器来提供所需容量。

—— 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。

双馈风力发电机工作原理

双馈风力发电机工作原理

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。

双馈风力发电机书

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。

双馈风力发电机及控制原理

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。

双馈发电机工作原理

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

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。

双馈发电机原理

双馈发电机原理

双馈发电机原理双馈发电机是一种常用于大型风力发电机组的电机类型。

它具备高转速、高功率密度和低成本等优势,被广泛应用于风力发电领域。

本文将详细介绍双馈发电机的原理及其工作过程。

一、双馈发电机概述双馈发电机,又称为异步双馈发电机,是一种由转子和永磁体绕组组成的电机。

与传统的感应电机不同,双馈发电机在转子上额外增加了一个功率输出装置,该装置通常由电流互感器和功率变流器组成。

该装置的主要作用是将一部分电流经过功率变流器控制并重新注入到绕组中,从而实现对电机的控制和调节。

因此,双馈发电机在工作时可以通过改变转子上的电流来调整输出功率和电机的性能。

二、双馈发电机的原理基于转子上的功率输出装置。

当风力发电机叶片转动时,叶片产生的机械能被转化为转子上的电能。

转子上的电能被分为两部分,一部分经过转子的绕组直接注入电网;另一部分则经过功率输出装置控制后重新注入绕组。

功率输出装置主要由电流互感器和功率变流器组成。

电流互感器用于检测电流信号,并将信号传输给功率变流器。

功率变流器负责将电流信号转换为适当的电压和频率,然后将其注入到绕组中。

通过调节功率输出装置的参数,可以达到对电机功率输出的控制和调节。

三、双馈发电机工作过程双馈发电机在工作时,首先通过输入端子引入定子绕组的感应电流。

随后,该感应电流通过转子绕组和功率输出装置注入到转子上。

在此过程中,转子上的电流与输入电压之间存在一定的相位差。

转子上的电流与输入电压的相位差会导致一部分电能通过功率输出装置注入到绕组中,而不是直接输出到电网上。

这样一来,双馈发电机的输出电功率和频率就可以通过调节功率输出装置的参数进行控制和调节。

四、双馈发电机的优点1. 高转速:双馈发电机的转速通常比直联发电机要高,能够更好地适应风力发电机组的工作要求。

2. 高功率密度:双馈发电机采用双馈线圈结构,使得发电机的功率密度更高,可以实现更大的功率输出。

3. 低成本:由于双馈发电机采用了较简单的控制装置,相比其他类型的发电机,其成本相对较低。

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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电动机惯例,电磁转矩与转向相反为正,转差率 s 按转子转速小于同步转速为正 , 参照异步电机的分析方法,可得双馈发电机的等效电路,如图(3-1) 所示 根据等效电路图,可得双馈发电机的基本方程式:
-2-
U E I ⎧

.
.
.
=−
1

1
(1 R1 + jX1 )
⎪.
U ′ ⎪ E I ′ ′ ⎪

2 =− s
则 P2 < 0 ,转子向电网馈送电磁功率。
下面考虑发电机超同步和亚同步两种运行状态下的功率流向 (1)超同步运行状态,顾名思义,超同步就是转子转速超过电机的同步转速时 的一种运行状态,我们称之为正常发电状态。(因为对于普通的异步电机,当转 子转速超过同步转速时,就会处于发电机状态。)
电网
P1
Pmech
B
u B
iB
b
ua
a
ia
θm
ib
A
ub
iA
ic uc
uA
c
iC uC
C
图(3-9)双馈电机的物理结构图
电压方程 选取下标 s 表示定子侧参数,下标 r 表示转子侧参数。定子各相绕组的电
阻均取值为 rs ,转子各相绕组的电阻均取值为 rr 。 于是,交流励磁发电机定子绕组电压方程为:
u A = −rsiA + Dψ A ; uB = −rsiB + Dψ B ; uC = −rsiC + Dψ C 转子绕组电压方程为:
双馈风力发电机工作原理讲义
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。
双馈电机的调节特性,使双馈电机表现出较其它电机更优越的一些特性。下面我
们根据两种电机的基本方程是画出各自的相量图,从相量图中说明引入转子励磁
电源对有功和无功的影响。
U&2′ / s
U&1
−E&1 = −E&2′
I&1 ϕ1
I&2′
φ&m I&m
.
.
E1 = E′2
−E&1 = − E&2′
E&2′Σ
(3-1)
同样在转子三相对称绕组上通入频率为 f2 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:
-1-
n2
=
60 f2 p
(3-2)
由式(3-2)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 50
上一节我们从双馈电机稳态等效电路以及功率流向的角度分析了双馈电机 的工作原理,但这对于控制来说是远远不够的,本节我们将通过从数学模型的角 度来分析双馈电机为下一步的控制做准备。
双馈电机的数学模型与三相绕线式感应电机相似,是一个高阶、非线性 、 强耦合的多变量系统。为了建立数学模型,一般作如下假设:
a) 三相绕组对称,忽略空间谐波,磁势沿气隙圆周按正弦分布。 b) 忽略磁路饱和,各绕组的自感和互感都是线性的。 c) 忽略铁损。 d) 不考虑频率和温度变化对绕组的影响。
A
R1
X1
R2′ / s
X 2′ a
.
.
I1
I2
.
U 1
−E1 = −E&2′ X m
.
Im
X
x
图(3-2)普通绕线式转子发电机的等值电路图 普通的绕线式转子电机的转子侧是自行闭合的
-3-
根据基尔霍夫电压电流定律可以写出普通绕线式转子电机的基本方程式
U E I ( ) ⎧

.
=−
1
.

1
.
1 R1 + jX1
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
f2
=
pn 2 60
=
p(n1 − n) 60=pn1 60×
n1 − n n1
= f1S
(3-4)
公式(3-4)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 称绕组中通入转差频率(即 f1S)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 f2 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+n2=n1。 (2) 超同步运行状态。 此种状态下 n>n1,改变通入转子绕组的频率为 f2 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 nn2=n1。 (3) 同步运行状态。此种状态下 n=n1,转差频率 f2=0, 这表明此时通入转 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。 双馈发电机的基本方程、等效电路和向量图
功功率,但是同时电机仍然要从电网吸收滞后的无功进行励磁。但是从图(3-4)
中可以看出在引入了转子励磁电压之后,定子电压和电流的相位发生了变化,因
此使得电机的功率因数可以调整,这样就大大改善了发电机的运行特性,对电力
系统的安全运行就有重要意义。
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
P2
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
Hz 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,见式(3-3),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 f1 不变。
n±n2=n1=常数
(3-3)
双馈电机的转差率 S = n1 − n ,则双馈电机转子三相绕组内通入的电流频率应为 n1
E′ I′ ⎪
⎪ ⎪ ⎨
.
=
2
.
⎛ ⎜ 2⎜ ⎝
R2′ s
+
jX

2
⎞ ⎟⎟⎠
⎪.
.
.
E E′ I ⎪

=
1
=−
2
(
m
jX
m
)
.
.
.
⎪⎩
I 1 = I ′2− I m
(3-6)
从等值电路和两组方程的对比中可以看出,双馈电机就是在普通绕线式转子电机
的转子回路中增加了一个励磁电源,恰恰是这个交流励磁电源的加入大大改善了
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
U&1 I&1
I&2′
ϕ1 I&m
φ&m
.
.
E1 = E′2
相关文档
最新文档