风力发电机基本结构和原理素材

电磁感应定律（动磁生电）
一个线圈，不管什么原因，只要与它相交链的磁通量 发生变化，则线圈两端产生电动势。感应电动势的大 小与线圈匝数成正比、与磁通的变化率成正比。感应 电动势的方向用“楞次定律”判定，即感应电动势的 方向总是试图阻止磁通的变化。 d 即： e N
dt
另一种表达形式：切割磁感线的导体感应出电动势。
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第四节 异步发电机基本结构
异步电机概述

异步：转子的转速n与旋转磁场的转速n1不相同。 异步电机又称感应电机。 根据用途可分为：异步电动机，异步发电机。
i
n1
C Y
iA
A
iB
iC
X
O
B Z
30°60°90°120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330° 360°
ωt
三相旋转磁场
产生：三相对称绕组通入三相交流电流产生一个旋转 磁场。（磁场大小不变、中心位置在作圆周运动） 旋转方向：从超前相绕组的轴线转向滞后相绕组的轴 线。（从A相转向B相） 转速：转速n1与电流频率成正比、与绕组的磁极对数 60 f 成反比。即 n1 p 磁场瞬时位置：当某相电流达到最大时，磁场的中心 线转到该绕组的轴线上。
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，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
电机用途及分类
电机：进行机、电能量转换的电磁耦合装置。 分类：
电机
变压器
旋转电机 直流电机 交流电机 同步电机 异步电机
电机可逆原理。
同步发电机原理结构—模型图
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小型同步发电机的基本结构

定子：定子铁芯，定子绕组，机座 转子：转子铁芯，转子绕组，轴，集电环 电刷

其它
同步发电机工作原理总结
电磁力定律（磁、电生力）
电磁力定律：通电的导体在磁场中受到力的作用，电 磁力的大小与磁通密度B、导体长度L、电流I的乘积成 正比，即F=BIL。电磁力的方向用左手定则判定。 左手定则：伸出左手，拇指与四指垂直，让磁力线穿 入手心、四指的方向指向电流的方向，则拇指的指向 就是电磁力的方向。
第二节 双馈发电机结构
同步：转子转速n与旋 转磁场转速n1相同。
Байду номын сангаас
pn f Hz 60
原理：导体切割磁力 线感应电动势。
若要保证频率恒定，则同步 发电机转速需恒定。
★★★★★
三相定子绕组在空间上对称分布。转子励磁绕组通入直流电流，建 立按正弦分布的气隙磁场。原动机驱动发电机转子旋转。定子绕组 依次切割磁力线感应出对称三相正弦电动势，电动势频率与转速、 磁极对数严格成正比。接通负载，发电机便把由转轴上获得的机械 能转化成从定子绕组向外输出的三相交流电能。
绕组的作用
导体边，线匝，线圈，线圈组，绕组。 绕组的作用：绕组通入电流产生磁场（励磁）；绕组 交链的磁通变化产生感应电动势（发电）。
最简单的定子铁心
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最简单的三相绕组
三相定子绕组在空间 上对称分布,互差 120°电角度。
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绕组接线
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交流绕组与旋转磁场理论
绕组通入直流电产生静止的磁场。 单相绕组通入单相交流电产生脉振磁场：磁场的大小和方向随 着电流的变化而变化，但磁场的位置不变（磁场对称中心线的 位置不变）。 三相绕组通入三相交流电产生一个旋转磁场。
发电机组均是采用此种控制策略。
发电机基本原理
电磁感应定律。（导体切割磁感线产生电动势）
电磁三大定律
安培环路定律。（动电生磁原理）。 电磁感应定律。（动磁生电原理）。 电磁力定律。（磁、电生力原理）。
安培环路定律（动电生磁）
定性、定量阐述了磁场与电流的 本质关系。 右手螺旋定则：通电的导体产生 磁场。磁场方向可用右手螺旋定 则判定。 情形一：直导线通入电流。右手握住 导线，拇指指向电流方向，则四 指环绕的方向就是磁感线方向。 情形二：螺旋线管通入电流。右手握 住螺线管，四指指向电流方向， 则拇指指向就是螺线管内部的磁 感线方向。即拇指指向螺线管的N 极。
双馈发电机结构及原理
第一节 双馈发电机概述

直流发电机。 同步发电机。 异步发电机。

双馈发电机：属于异步发电机的一种。
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
电磁感应定律（动磁生电）
电磁感应定律：切割磁感线的导体感应出电动势，感 应电动势的大小与磁通密度B、导体长度L、相对运动 速度v的乘积成正比，即E=BLv。感应电动势的方向用 右手定则判定。 右手定则：伸出右手，拇指与四指垂直，让磁力线穿 入手心、拇指的方向指向导体相对运动方向，则四指 的指向就是感应电动势的方向。
第三节 双馈发电机原理简介
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1 n 称为同步 转速，它与电网频率f 及电机的极对数p 的关系如下：
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，所产生旋 转磁场相对于转子本身的旋转速度为：
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。