异步电机的双馈调速剖析
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异步电机双馈调速工作原理首先,异步电机双馈调速的基本工作原理是通过降低转子电压的频率来调整转子的转速。
根据电机的转子电压等于输入电压减去转子电流的电压降,通过降低转子电压的频率,可以实现转子转速的调整。
具体来说,通过改变额外绕组的电压和频率,调整电机的转子电压和转速。
当降低转子电压的频率时,转子电流的幅值减小,转子电力降低,转子的转速也随之降低。
反之,当增加转子电压的频率时,转子电流的幅值增加,转子电力增加,转子的转速也随之增加。
其次,异步电机双馈调速还包括电流均分控制。
电流均分控制是指通过调整额外绕组的电压和频率,使额外绕组的电流分布均匀,使得转子的各个绕组受到的转矩相等。
通常情况下,额外绕组的电流分布不均匀,可能导致转子产生额定转矩以下的转矩。
电流均分控制可以通过调整额外绕组的电压和频率,使得额外绕组的电流分布均匀,从而实现转矩均分,提高电机的工作效率。
最后,异步电机双馈调速还涉及到转矩控制。
转矩控制是指在转速调整的同时,实现对电机输出转矩的控制。
通过改变额外绕组的电压和频率,可以调整转子的电磁转矩大小。
一般来说,转子电压越大,额外绕组电压越大,电磁转矩也越大。
通过控制额外绕组的电压和频率,可以实现对电机输出转矩的控制,使电机能够适应不同负载条件下的需要。
需要注意的是,异步电机双馈调速需要额外安装绕组和调速装置,相比于普通的异步电机,成本和复杂度都会有相应的增加。
但由于其实现了转速和转矩的调控,使得电机能够适应不同负载条件和工作需求,广泛应用于风力发电、轨道交通等领域,成为现代工业中常见的调速技术之一综上所述,异步电机双馈调速的工作原理包括转子电压降频调整、电流均分控制和转矩控制三个方面。
通过调整额外绕组的电压和频率,可以实现电机的转速和转矩的调节,从而适应不同工况和需求。
这项技术的应用在现代工业中具有重要的意义,可以提高电机的工作效率和稳定性,减少能源的消耗。
运动控制系统专题报告说明书题目:绕线式异步电动机双馈调速系统专业班级:电气自动化03班学号:姓名:指导教师:成绩:2014年6月16日至6月30日一.双馈调速原理双馈调速理论是从串级调速理论发展而来,针对串级调速系统不能实现能量的双向流动和功率因素低的缺点进行了改进。
两者所使用的原理是相同的,即利用在电机转子上附加电势实现电机的速度调节。
只不过串级调速系统只能实现与电机感应电势反方向的附加电势,而双馈调速系统要实现附加电势的频率、幅值、相位的完全控制。
1.1附加电势的种类根据异步电动机的特性,从转予电流表达式:可以看出,在转子电流,,基本不变的情况下,改变转子侧外加电压玑,可以改变转差率S 。
这就是为什么附加电势能够调节电机转速的原因,因此对电机转速的控制问题就变成了对外加电压U ,的控制问题。
异步电动机的外加电压矢量U ,有三种典型方向可以使用 (1)U 2与转子感应电势E 20s 同相 (2)U 2与转子感应电势E 20s 反相 (3U 2超前转子感应电势姬,E 20s 90度其中,与转子感应电势E 20s 同相和反相的外加电压U2的作用是使电机转速升高和降低,超前转子感应电势 E 20s 90度的外加电压U2的作用是改善电机定子侧功率因数。
在实际控制时,外加电压的相位可以是以上两种典型方向的矢量合成,但必须保证外加电压与转子感应电势频率相同。
下面用图示的方法说明各种附加电势对系统的影响:(1)异步电动机正常运行时的矢量关系如图1.1(a)所示。
其中忽略异步电动机的定子阻抗z 1后有.1U ≈-.1E =.2sE 电机定子电流.m .2.1I I I -+=电机定子、转子的功率因数角分别为α,β。
(2)附加电势与转U2与转子感应电势E 20s 同相时的矢量关系如图1.1(b)所示。
由于电网电压没有变化,迫使电机转子合成电势的折算值.2sE保持不变,即满足.2..22.ESUsE+=随着附加电势折算值U2的增大,系统新的转差率S会随之减小,即电机转速升高。
双馈异步发电机工作原理一、先知道什么是双馈风力发电机双馈发电的意思就是指感应电机的定子、转子同时能发出电能,双馈发电机其转子和定子都最终连于电网,转子与定子都参与励磁,其定子和转子都可以与电网有能量的交换。
二、双馈异步发电机的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。
三、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。
四、如何实现变速恒频。
设双馈发电机的定子转子绕组为对称绕组,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磁场,这个旋转磁场的转速n1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=60f1/p ,同样在转子三相通入频率为f2的三相对称电流,所产生的旋转磁场速度为n2=60f2/p,改变f2即可改变n2,而且若改变通入转子三相电流相序,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一样,其频率将始终维持为f1不变。
双馈发电机的转差率s=(n1-n)/n1 ,则双馈发电机转子三相绕组内通入的电流频率应为f2=pn2/60=p(n1-n)/60=p(n1-n)/n1*n1=pn1/60*(n1-n)/n1=f1*s上式表明:在异步发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为f1*s的电流,则在双馈发电机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。
一.双馈调速原理双馈调速理论是从串级调速理论发展而来,针对串级调速系统不能实现能量的双向流动和功率因素低的缺点进行了改进。
两者所使用的原理是相同的,即利用在电机转子上附加电势实现电机的速度调节。
只不过串级调速系统只能实现与电机感应电势反方向的附加电势,而双馈调速系统要实现附加电势的频率、幅值、相位的完全控制。
1. 1附加电势的种类根据异步电动机的特性,从转予电流表达式:厶=(sE初土 S)/{尸;+(此2)' j可以看出,在转子电流,,基本不变的情况下,改变转子侧外加电压玑,可以改变转差率s。
这就是为什么附加电势能够调节电机转速的原因,因此对电机转速的控制问题就变成了对外加电压u,的控制问题。
异步电动机的外加电压矢量u,有三种典型方向可以使用(1) 与转子感应电势同相(2) 与转子感应电势反相(3超前转子感应电势姬,90度其中,与转子感应电势同相和反相的外加电压U2的作用是使电机转速升高和降低,超前转子感应电势90度的外加电压U2的作用是改善电机定子侧功率因数。
在实际控制时,外加电压的相位可以是以上两种典型方向的矢量合成,但必须保证外加电压与转子感应电势频率相同。
下面用图示的方法说明各种附加电势对系统的影响:⑴异步电动机正常运行时的矢量关系如图1. 1(a)所示。
其中忽略异步电动机的定子阻抗后有~ -=-s电机定子电流+电机定子、转子的功率因数角分别为a , B。
(2)附加电势与转U2与转子感应电势。
同相时的矢量关系如图1.1(b)所示。
由于电网电压没有变化,迫使电机转子合成电势的折算值保持不变,即满足s U2+ 随着附加电势折算值u;的增大,系统新的转差率S会随之减小,即电机转速升高。
当附加电势折算值增大到大于系统原有s时,会使系统新的转差率S'变负,即电机转速超过同步转速。
此时的矢量关系如图1-1(d)所示。
(3) 附加电势U2与转子感应电势。
反相时的矢量关系如图1 —1(c)所示,其分析方法同上。
异步机双馈调速系统的仿真研究与实现的开题报告一、选题依据随着发电技术的不断发展,双馈发电机作为一种新型发电机,已经被广泛应用于风电、水电等领域。
双馈发电机具有旋转变压器等特殊的电气特性,可通过调节电气参数控制电机转矩与功率因数之间的关系,提高发电机的稳定性和效率。
而异步机双馈调速系统在双馈发电机的控制中则起到至关重要的作用,是实现双馈发电机高效稳定运行的关键控制技术。
目前,国内外关于异步机双馈调速系统的研究主要集中于理论分析和实验研究,而缺少对其进行全面系统的仿真研究的相关资料。
针对这一问题,本课题将通过建立异步机双馈调速系统的仿真模型,对其电气特性进行分析和优化,为提高双馈发电机的输出效率和性能水平提供理论支持。
二、研究目的和意义1. 确定异步机双馈调速系统的关键参数,分析其对发电机性能的影响。
2. 建立异步机双馈调速系统的仿真模型,对其稳态电气特性进行分析和优化。
3. 通过仿真结果,优化双馈发电机的控制策略,提高电机的稳定性和效率。
4. 为双馈发电机的研究和应用提供理论支持和技术指导。
三、研究内容本课题主要研究内容包括:1. 异步机双馈调速系统的基本原理和电气特性分析。
2. 建立异步机双馈调速系统的仿真模型,确定系统的关键参数和参考值。
3. 分析电机转矩、速度、功率的变化规律,评估系统的性能指标。
4. 优化系统控制策略,改进电机的控制性能和运行效率。
5. 基于仿真结果,对异步机双馈调速系统的优化和改进提出建议。
四、研究方法本课题主要采用以下方法进行研究:1. 理论分析法:通过分析双馈发电机的基本结构和电气特性,建立数学模型,探究系统的电气特性变化规律和影响因素。
2. 计算机仿真法:采用Matlab/Simulink软件建立异步机双馈调速系统的仿真模型,模拟系统运行过程,评估系统的性能指标和控制策略。
3. 实验研究法:通过实验平台对模型仿真结果进行验证,并对仿真所得结果进行分析和改进。
五、研究进度安排1. 第一阶段(1月-2月):完成文献调研,制定研究计划和方案,确定仿真系统的基本框架和参数设置。
2011 年第 3 期37摘 要:从双馈电机的基本理论出发,对双馈发电机的电磁关系进行了详细的阐述;从双馈发电机的等效电路图及相量图,分析了双馈发电机在风力发电不同运行方式下的转子绕组功率流向。
关键词:双馈 发电机 风力发电 相量图 中图分类号:TM343 文献标识码:ADOI编码:10.3969/j.issn.1006-2807.2011.03.012Abstract: Based on the basic principle of the double-fed asynchronous generator, relationship of the electromag-net was described in detail. The rotor-winding power-fl ow direction of the double-fed generator under different operat-ing way in the wind fi eld was analyzed in accordance with the equivalent circuit and phasor graph of the double-fed wind generator.Keywords: Double-fed Generator Wind power gen-eration Phasor graph浅析交流双馈异步发电机工作原理陈 岩甘肃畜牧工程职业技术学院(733006)Elementary Introduction of Working Principle of AC Double-fed Asynchronous GeneratorChen YanGansu Polytechnic College of Animal Husbandry & Engineering线型异步电动机自身的结构特点,将电动机的定子直接联接到三相对称工频电网上,而绕线型转子采用交流变频电源供电,并采用相应的控制策略来控制转子电流的幅值、频率、相位和相序。