双馈异步发电机的所有资料
- 格式:doc
- 大小:60.00 KB
- 文档页数:24
双馈异步发电机原理及特点
双馈异步发电机原理:
双馈发电机是指发电机的定转子都能发电的发电机。
当发电机转速小于旋转磁场同步转速时,处于亚同步状态,此时变频器向发电机转子提供励磁电流,定子发出电能给电网;
当电机转速大于旋转磁场的同步转速时,处于超同步运行状态,此时发电机由定子和转子同时发出电能给电网;当电机转速等于旋转磁场的同步转速时,此时发电机作为同步电机运行,变频器向转子提供直流励磁。
当发电机转速变化时,若控制转子供电频率响应变化,可使电流频率保持恒定不变,与电网频率保持一致,实现了变速恒频控制。
特点:
双馈异步发电机只处理转差能量就可以控制电机的力矩和无功功率,降低了变频器的造价。
变频器的容量仅为总机组容量的1/3左右。
在最大输出功率时,转子和定子共发出1.5MW的电能。
因此,双馈异步发电机产生的谐波要比所有功率都经逆变器流入电网的同步电机或异步电机变速系统小得多。
转差频率调节,调速范围为发电机同步转速的33.3%。
降低控制系统成本、减少系统损耗,提高效率。
功率因数可调,发电机组具有无功功率控制能力,功率因数可恒为1。
根据需要,功率因数可在额定电压下最大达到容性0.95,感性0.90。
低风速时能够根据风速变化,在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能;高风速时储存或释放风能量,提高传动系统的柔性,使功率输出更加平稳。
先进的双PWM变频器,实现四象限运行。
变速恒频技术大幅延长了核心部件的使用寿命,同时显著提高发电量。
缺点:
有碳刷结构,需要定期更换碳刷。
双馈异步发电机交流励磁发电机又被人们称之为双馈发电机.交流励磁发电机由于转子方采用交流电压励磁,使其具有灵活的运行方式,在解决电站持续工频过电压、变速恒频发电、抽水蓄能电站电动-发电机组的调速等问题方面有着传统同步发电机无法比拟的优越性。
交流励磁发电机主要的运行方式有以下三种:1) 运行于变速恒频方式;2) 运行于无功大范围调节的方式;3) 运行于发电-电动方式。
关于双馈异步风力发电机:双馈异步风力发电机是一种绕线式感应发电机,是变速恒频风力发电机组的核心部件,也是风力发电机组国产化的关键部件之一。
该发电机主要由电机本体和冷却系统两大部分组成。
电机本体由定子、转子和轴承系统组成,冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种结构[1]。
双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连,转子绕组通过变频器与电网连接,转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节,机组可以在不同的转速下实现恒频发电,满足用电负载和并网的要求。
由于采用了交流励磁,发电机和电力系统构成了"柔性连接",即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流,精确的调节发电机输出电压,使其能满足要求。
双馈异步发电机原理:目前的风电机组多采用恒速恒频系统,发电机多采用同步电机或异步感应电机。
在风电机组向恒频电网送电时,不需要调速,因为电网频率将强迫控制风轮的转速。
在这种情况下,风力机在不同风速下维持或近似维持同一转速。
效率下降,被迫降低出力,甚至停机,这显然是不可取的。
与之不同的是,无论处于亚同步速或超同步速的双馈发电机都可以在不同的风速下运行,其转速可随风速变化做相应的调整,使风力机的运行始终处于最佳状态,机组效率提高。
同时,定子输出功率的电压和频率却可以维持不变,既可以调节电网的功率因数,又可以提高系统的稳定性。
双馈异步发电机的工作特性:双馈电机的结构类似于绕线式感应电机,定子绕组也由具有固定频率的对称三相电源激励,所不同的是转子绕组具有可调节频率的三相电源激励,一般采用交-交变频器或交-直-交变频器供以低频电流。
风力发电机组双馈异步发电机国标(最新版)目录1.风力发电机组概述2.双馈异步发电机的定义及工作原理3.国标对双馈异步发电机的规定4.双馈异步发电机在风力发电中的优势5.双馈异步发电机的国内外现状6.双馈异步发电机的发展趋势正文一、风力发电机组概述风力发电机组是一种可再生能源设备,通过将风能转化为电能,为我国提供清洁的能源来源。
风力发电机组主要由风轮、传动系统、发电机等部分组成。
其中,发电机是风力发电机组的核心部件,其作用是将风轮产生的机械能转化为电能。
二、双馈异步发电机的定义及工作原理双馈异步发电机是一种绕线型电机,其主要由定子和转子两大基础结构组成。
双馈异步发电机的特点是电网负责提供定子绕组所需电压,而转子绕组所需能量则来自于变频器。
通过将定子和转子连接到电网上,实现能量的转化。
三、国标对双馈异步发电机的规定我国国家标准《风力发电机组,双馈异步发电机 (第 1 部分):技术条件》(gb/t,23479.1-2009) 对双馈异步发电机的技术条件进行了详细规定。
该标准由全国风力机械标准化技术委员会归口,永济新时速电机电器有限责任公司、湘潭电机股份有限公司、清华大学、沈阳工业大学等单位参与起草。
四、双馈异步发电机在风力发电中的优势双馈异步发电机在风力发电中具有以下优势:1.提高发电效率:双馈异步发电机通过变频器调整电机的转速和电压,使其始终处于最佳工作状态,从而提高发电效率。
2.降低成本:双馈异步发电机结构简单,且采用增速齿轮箱,使得电机体积小、重量轻,易于安装和维护,从而降低成本。
3.提高系统可靠性:双馈异步发电机采用全功率变频器,具有较强的过载和过流保护能力,可提高整个风力发电系统的可靠性。
五、双馈异步发电机的国内外现状目前,双馈异步发电机在国内外的发展已经取得了长足的进步,广泛应用于风力发电等领域。
然而,一些核心技术仍需进一步完善,以提高发电效率和降低成本。
六、双馈异步发电机的发展趋势随着技术的不断进步和市场需求的不断增长,双馈异步发电机在风力发电领域的应用将更加广泛。
什么是双馈异步发电机,什么是异步电机,两者的区别绕线电动机的转子铁心是不绝缘的,双馈电机的铁心是绝缘的,主要是双馈电机需要考虑转子交流励磁的工况,而绕线电机一般工作在转差率不高的异步状态。
使用绕线电动机替代双馈电机最大的问题就是转子涡流损耗较大,调速工作的范围非常有限,太宽的调速将导致转子励磁交流频率高,损耗就大了。
此外绕线电机的绕线转子线路的绝缘是很低的,正常工作时电机的无功必须依赖电网补充。
作为双馈电机使用时,如果电机需要向电网发无功,则励磁的电压会比较大,可能会超出电机的极限引起击穿事故。
使用绕线电机替代双馈电机是可行的,但调速范围要远远小于真正的双馈电机。
使用绕线电机替代主要是常规异步电机的漏磁要比发电机的大,磁场气隙也比较大。
此外绕线电机因为转子不绝缘,相当于存在一个阻尼绕组,导致转子交流励磁磁场被涡流部分抵消(也会影响暂态过程),要接近双馈电机的状态,就只能在额定转速附近试验,转速调整的范围就很小,绕组励磁频率很低,没有意义。
励磁频率越高,涡流影响越大,偏差也越大,影响实验结果。
在调速运行时,转子与定子磁场存在差速,相当于一个磁场从转子表面扫过,会导致转子产生涡流,也会引起定子的功率损耗。
要改造绕线电机几乎等于买几个新的,非常不划算了。
双馈发电机又被人们称之为交流励磁发电机.由于转子方采用交流电压励磁,使其具有灵活的运行方式,在解决电站持续工频过电压、变速恒频发电、抽水蓄能电站电动-发电机组的调速等问题方面有着传统同步发电机无法比拟的优越性。
交流励磁发电机主要的运行方式有以下三种:1) 运行于变速恒频方式;2) 运行于无功大范围调节的方式;3) 运行于发电-电动方式。
异步发电机是指异步电机处于发电的工作状态,从其激励方式有电网电源励磁发电(他励)和并联电容自励发电(自励)两种情况。
1、电网电源励磁发电:是将异步电机接到电网上,电机内的定子绕组产生以同步转速转动的旋转磁场,再用原动机拖动,使转子转速大于同步转速,电网提供的磁力矩的方向必定与转速方向相反,而机械力矩的方向则与转速方向相同,这时就将原动机的机械能转化为电能。
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。
题目:简述双馈异步发电机的基本工作原理及其功率流向一、双馈异步发电机及其工作原理1、双馈异步发电机双馈异步风力发电机是一种绕线式感应发电机,是变频风力发电机组的核心部分,也是风力发电机组国产化的关键部件之一。
该发电机主要有电机本体和冷却系统两大部分组成。
电机本体有定子、转子和轴承系统组成,冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种结构。
双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连,转子绕组通过变频器与电网连接,转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节,机组可以在不同的转速下实现恒频发电,满足用电负载和并网的要求。
由于采用了交流励磁,发电机和电力系统构成“柔性连接”,即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流,精确的调节发电机输出电压,使其能满足要求。
2、双馈异步发电机的工作原理根据电机学理论,在转子三相对称绕组中通入三相对称的交流电,将在电机气隙间产生磁场,此旋转此磁场的转速与所通入的交流电的频率及电机的极对数p 有关。
p f n 2260= (1-1)式(1-1)中,2n 为转子中通入频率为2f 的三相对称交流励磁电流后所产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度(r/min )。
从式(1-1)中可知,改变频率2f ,即可改变2n 。
因此若设1n 为对应于电网频率50Hz (Hz f 502=)时发电机的同步转速,而n 为发电机转子本身的旋转速度,只要转子旋转磁场的转速与转子本身的机械速度n 相加等于定子磁场的同步旋转速度1n ,即12n n n =+ (1-2)则定子绕组感应出的电动势的频率将始终维持为电网频率1f 不变。
式(1-2)中,当2n 与n 旋转方向相同时,2n 取正值,当2n 与n 旋转方向相反时,2n 取负值。
由于pf n 1160= (1-3) 将式(1-1),式(1-3)代入式(1-2)中,式(1-2)可另写为1260f f np =+ (1-4) 式(1-4)表明不论发电机的转子速度n 随风力机如何变化,只要通过转子的励磁电流的频率满足式(1-4),则双馈异步电动机就能够发出与电网一致的恒定频率的50Hz 交流电。
双馈异步发电机原理双馈异步发电机(Double Fed Induction Generator,DFIG)是一种常用于风力发电系统的电机。
它具有一定的功率调节能力和较高的发电效率,在现代能源领域得到广泛应用。
本文将就双馈异步发电机的原理进行介绍。
一、简介双馈异步发电机由固定部分(定子)和旋转部分(转子)组成。
定子绕组中通以三相对称电流,形成旋转磁场,而转子通过刚性转子轴与风力发电机的转动相连。
定子与转子的耦合通过定子绕组和转子绕组之间传递电流来实现。
这就是为什么它被称为“双馈”发电机的原因。
二、工作原理当双馈异步发电机以风力发电机的转动速度运转时,风轮带动发电机旋转,同时将机械能转化为电能。
定子的电压通过电网和电池汇流条供电。
为了实现双馈异步发电机的控制,定子绕组由逆变器供电,逆变器通过电网进行功率调节,并使双馈异步发电机保持在最佳工作状态。
三、主要特点1. 调节能力:双馈异步发电机的电压和频率可以通过逆变器调节,从而实现对功率输出的精确控制。
这使得它在风能系统中成为一种理想的发电机。
2. 高效性能:相比传统发电机,双馈异步发电机在输送能量时能够减小电流的损耗,提高发电效率。
3. 提高动态响应:双馈异步发电机可以通过逆变器的调节来提高其动态响应能力,使其能够更快速地适应变化的风速和负载。
4. 减少对电网的影响:双馈异步发电机可以通过逆变器来控制发电功率,减少对电网的负荷影响,提高电网的稳定性和可靠性。
四、应用领域双馈异步发电机在风力发电系统中得到广泛应用。
其调节能力和高效性能使其成为风能转换系统的核心组件。
同时,双馈异步发电机也可以应用于其他领域,如水力发电、轨道交通以及工业领域等。
总结双馈异步发电机具有调节能力强、高效、动态响应快以及对电网影响小等特点,为风力发电系统带来了巨大的发展潜力。
随着能源需求的不断增长,双馈异步发电机将继续在可再生能源领域发挥重要作用,为我们提供更清洁、可持续的发电解决方案。
肠道传染病防治知识试题1、什么是感染性腹泻?由病原微生物及其产物或寄生虫引起的、以腹泻为主要临床特征的一组肠道传染病。
2、霍乱的潜伏期是多少天?泄吐期的临床表现有哪些?霍乱的潜伏期:一般为1 ~ 3天,短者3~6小时,长者7天。
霍乱的泻吐期:先泻后吐,无腹痛无里急后重,大便初为稀便,后为水样便,常见为黄水样、清水样,少数为米泔样或洗肉水样,无粪臭味,每日数次至十数次甚至更多。
少数病人有呕吐。
一般无发热,少数有低热。
持续数小时至1~2天。
3、霍乱治疗原则是什么?以静脉或口服补充液体及电解质为主;以抗菌药物及抑制肠道分泌药物为辅;强制性严格隔离。
液体疗法的原则:早期快速足量;先盐后糖;先快后慢;纠酸补钙;及时补钾。
4、中毒性菌痢的治疗?病原治疗——氟喹诺酮及三代头孢静滴。
休克型——抗休克。
(1)扩容纠酸;(2)血管活性药物;(3)保护重要脏器;(4)短期应用激素。
脑型:(1)脱水;(2)防治呼吸衰竭。
5、感染性腹泻的诊断原则是什么?依据患者的流行病学、临床表现及实验室检查结果进行综合判断,确诊必须有病原学的证据。
6、什么是手足口病?手足口病是由肠道病毒(以柯萨奇A组16型(CoxA16)、肠道病毒71型(EV71)多见)引起的急性传染病,多发生于学龄前儿童,尤以3岁以下年龄组发病率最高。
病人和隐性感染者均为传染源,主要通过消化道、呼吸道和密切接触等途径传播。
7、手足口病的临床诊断病例?(1)、.在流行季节发病,常见于学龄前儿童,婴幼儿多见。
(2).发热伴手、足、口、臀部皮疹,部分病例可无发热。
极少数重症病例皮疹不典型,临床诊断困难,需结合病原学或血清学检查做出诊断。
无皮疹病例,临床不宜诊断为手足口病。
8、手足口病的确诊病例?临床诊断病例具有下列之一者即可确诊。
(1).肠道病毒(CoxA16 、EV71等)特异性核酸检测阳性。
(2).分离出肠道病毒,并鉴定为CoxA16、EV71或其他可引起手足口病的肠道病毒。
1,双馈异步发电机并网运行过程中,不仅定子始终向电网馈送电能,在一定工况下,转子也向电网馈送电能,即电机从两端(转子和定子)进行能量馈送,“双馈”由此得名。
2,对于风力发电所占比例较高的电力系统,风力发电机组的离网会造成电网电压和频率的崩溃。
高风速期间如果出现大面积切机将对电网会出现毁灭性的打击,而且对于风力发电机组本身在突然脱网过程中出现机械输入和电机输出功率不平衡,暂态过程导致发电机中出现过流,可能造成电气损坏,同时由于不平衡带来的附件转矩、应力还有可能损坏机械部件。
3,实现变速恒频风力发电。
主流机型有绕线式转子双馈发电机系统和永磁直驱型风力发电系统。
1)绕线式转子双馈发电机系统原理:发电机采用绕线转子感应发电机,定子接电网或者直接接负载。
在转子侧施加交流励磁来控制发电机的转矩。
转速变化时,控制转子电流的频率,可以是定子频率恒定。
转子和电网孩子间需要有双向的能量流动,所以采用双PWM变流器。
转子侧逆变器控制发电机,定子侧逆变器控制和电网的能量交换,转子侧只处理转差功率。
2)永磁直驱型风力发电机系统4,变流器(整流器或逆变器)都有个特点:他们直接或者通过变压器,电抗器等设备间接接地与电网并联或串联,这类变流器必须与所连接的电网同步运行,因此要实现锁相技术。
5,锁相环包括三个部分,鉴相器,环路滤波和电压振荡器。
其中鉴相器是用来检测输入信号和输出信号之间的相位偏差,LF是用来校正偏差的。
6,在不平衡情况下,三相电网电压通常包括正序、负序和零序电压,7,I1=Ia1= 1/3(IA +αIB +α2 IC)I2=Ia2= 1/3(IA +α2 IB +αIC)I0=Ia0= 1/3(IA +IB +IC)式中,α为运算子,α=1∠120°,有α2=1∠240°,。
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。
双馈异步风力发电机(西莫讲堂)主讲人:Edinburgh关键词:双馈异步风力发电机会议摘要:1. 引言:风力发电机组主要包括变频器,控制器,齿轮箱(视机型而定),发电机,主轴承,叶片等等部件,在这些部件中发电机目前国产化程度最高,它的价格约占机组的10%左右。
发电机主要包括2种机型:永磁同步发电机和异步发电机。
永磁同步发电机低速运行时,不需要庞大的齿轮箱,但是机组体积和重量都很大,1.5MW的永磁直驱发电机机舱会达到5米,整个重量达80吨。
同时,永磁直驱发电机的单价较贵,技术复杂,制造困难,但是这种机型的优点是少了个齿轮箱,也就少了个故障点。
异步发电机是由风机拖动齿轮箱,再带动异步发电机运行,因为叶片速度很低,齿轮箱可以变速100倍,以让风机在1500RPM下运行,目前流行的是双馈异步发电机,主要有1.25MW,1.5MW,2MW三种机型,异步发电机的机组单价低,1KW大概需6000元左右,而且技术成熟,国产化高。
2.双馈异步发电机的原理:所谓双馈,可以理解为定子、转子同时可以发出电能,发电机原理理论上说只要有动力带动电动机,在电动机的定子侧就能直接发出电能。
现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转矩(即风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,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,带动电机高速旋转,同时转子接变频器,通过变频器PWM 控制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,以达到最大利用风能效果。
通俗的讲,就是要变频器控制转子电流,反馈到定子上面,保证定子发出相对完美的正弦无谐波电能,同时在额定转速下,转子也能发出功率出来。
有个大致感觉是1.5MW发电机的定子发电量大概1200KW,转子大约300KW,转子侧发出的功率要在30%以下,总之越少越好这样可以让变频器功率小点。
双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理一、引言随着清洁能源的发展和利用,风力发电已成为重要的可再生能源之一。
而在风力发电中,双馈异步风力发电机机组变流器被广泛应用。
本文将从双馈异步风力发电机机组基本结构和原理出发,详细介绍其变流器的基本运行原理,以期帮助读者对该技术有更深入的了解。
二、双馈异步风力发电机机组基本结构和原理1.双馈异步风力发电机机组的基本结构双馈异步风力发电机机组由风机、机械变速器、发电机和变流器组成,其中变流器是关键的部件。
双馈异步发电机的名称中“双馈”指的是发电机转子上的两套电枢绕组,一套用于外接到电网上的变流器,另一套用于发电机自身的转子饱和控制。
这种结构使得发电机对风速的变化更具有稳定性和高效性,适应了风能资源的变化。
2.双馈异步风力发电机机组的工作原理双馈异步风力发电机机组的工作原理是利用风机收集风能,并通过机械变速器将风机转子的旋转速度调整为适合发电机组的旋转速度,然后将发电机的输出交流电经过变流器转换为直流电,再通过变流器将直流电转换为符合电网要求的交流电。
在这一过程中,变流器起到了关键作用。
三、双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理1.变流器的功能双馈异步风力发电机机组的变流器是连接风力发电机和电网的关键设备,其主要功能是将发电机输出的交流电转换为符合电网要求的交流电。
在风能转换为电能的过程中扮演了至关重要的角色。
2.变流器的基本构造双馈异步风力发电机机组的变流器包含整流器、中间直流环节和逆变器三部分。
整流器主要将发电机输出的交流电转换为直流电,中间直流环节用于存储和平稳直流电的波动,逆变器则将直流电转换为符合电网要求的交流电。
3.变流器的工作原理变流器通过控制发电机输出的交流电的频率和电压,将其转换为符合电网要求的交流电。
变流器运用了现代电力电子技术,能够实现对发电机输出电流的精确调节,并且保证输出交流电的质量和稳定性。
在变流器的运行过程中,控制系统起到了关键的作用,通过对变流器工作状态的监测和控制,保证了发电机组的安全可靠运行。
双馈异步发电机工作原理
双馈异步发电机是一种常用于风力发电系统中的发电机。
它可以在风速不稳定的情况下,有效地调节电力输出,提高发电系统的可靠性和稳定性。
双馈异步发电机由主绕组和副绕组两部分组成。
主绕组连接到电网,副绕组通过转子与风力发电机相连。
主绕组通常采用固定的磁场,而副绕组的磁场则由转子上的线圈产生。
当风力发电机旋转时,风力使得转子产生运动。
转子上的线圈通过转子运动产生感应电动势,并将电能转化为机械能。
这个机械能通过转轴传递到发电机的主绕组中。
主绕组将这个机械能转化为电能,并将其输入电网。
副绕组的作用是调节发电机的电力输出。
当风力发电机的转速发生变化时,副绕组的磁场也会随之变化。
这样一来,主绕组中输入电网的电力也会相应地发生变化。
通过调节副绕组的磁场,双馈异步发电机可以达到调节电力输出的目的。
双馈异步发电机的优点是在风速变化较快的情况下,仍然可以保持较高的发电效率。
同时,双馈异步发电机还具有自动调节功率因数和抗瞬态电压冲击的能力。
总而言之,双馈异步发电机通过主绕组和副绕组的协同工作,实现了风力发电系统的稳定运行和高效发电。
它在风力发电领域中具有重要的应用价值。
双馈异步发电机工作原理双馈异步发电机是一种常用于风力发电和水力发电等领域的发电机,其工作原理主要基于双馈变流器的控制原理。
双馈异步发电机由定子、转子、双馈变流器和控制系统等部分组成,其工作原理如下:首先,当双馈异步发电机接通电网后,定子绕组和转子绕组都会受到电网的激励,从而产生电磁力和电磁转矩。
在发电机运行过程中,双馈变流器会通过控制转子绕组的电流,调节发电机的输出功率和电压,从而实现对发电机的控制。
其次,双馈异步发电机的转子绕组通过双馈变流器与电网相连,可以实现双向能量的传递。
当发电机转速超过额定转速时,双馈变流器可以将多余的能量通过转子绕组反馈到电网中,从而实现对发电机的功率调节,提高发电机的运行效率。
另外,双馈异步发电机的控制系统可以实现对发电机的无级调速,使其在不同风速或水流条件下都能够保持稳定的输出功率和电压。
通过控制双馈变流器的工作状态,可以实现对发电机的无级调速和无功功率控制,从而满足不同场合对发电机功率和电压的需求。
总的来说,双馈异步发电机通过双馈变流器和控制系统的配合,实现了对发电机的精确控制和调节,提高了发电机的运行效率和稳定性,是一种在风力发电和水力发电等领域广泛应用的发电机类型。
在实际应用中,双馈异步发电机可以根据具体的需求和场合进行灵活的设计和调整,从而更好地满足不同场合对发电机功率和电压的需求。
同时,双馈异步发电机还具有结构简单、维护成本低等优点,因此在风力发电和水力发电等领域有着广阔的应用前景。
综上所述,双馈异步发电机通过双馈变流器和控制系统的精确配合,实现了对发电机的精确控制和调节,提高了发电机的运行效率和稳定性,是一种在风力发电和水力发电等领域具有广泛应用前景的发电机类型。
双馈异步发电机原理双馈异步发电机是一种风力发电机,具有定子和转子同时发出电能并连于电网的特点。
这种发电机的转子与定子都参与励磁,可以与电网有能量的交换。
下面详细介绍双馈异步发电机的原理。
1.定子和转子同时发出电能,并连于电网双馈异步发电机的定子和转子都装有绕组,当转子以一定的速度旋转时,定子和转子中的电流会产生磁场,这个磁场会随着转子的旋转而旋转。
这个旋转的磁场会与定子中的绕组相互作用,从而在定子中产生电能。
这个电能可以连入电网,为电网供电。
2.转子与定子都参与励磁,可以与电网有能量的交换双馈异步发电机的转子和定子都参与励磁,也就是说,转子和定子中的绕组都会被通电。
这样,转子和定子中的磁场就会相互作用,从而产生机械转矩。
这个机械转矩可以驱动叶轮旋转,将风能转变为机械能。
同时,这个机械转矩也可以通过主轴传动链传递给发电机,从而将机械能转化为电能。
3.通过叶轮将风能转变为机械转矩双馈异步发电机的叶轮可以将风能转变为机械能。
当风速达到一定值时,叶轮会开始旋转,从而将风能转化为机械能。
这个机械能可以通过主轴传动链传递给发电机,从而转化为电能。
4.主轴传动链将机械转矩传递给发电机双馈异步发电机的主轴传动链可以将叶轮旋转产生的机械能传递给发电机。
这个传动链包括齿轮、轴承等传动元件,可以将叶轮旋转的机械能传递给发电机的主轴。
5.励磁变流器励磁将发电机定子电能并入电网双馈异步发电机的定子中的电能需要通过励磁变流器才能并入电网。
这个变流器可以控制发电机的励磁电流,从而控制发电机的输出电压和频率。
当发电机的输出电压和频率与电网相符时,就可以将电能并入电网。
6.超过发电机同步转速时,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电当风速超过发电机同步转速时,双馈异步发电机的转子也处于发电状态。
这时,转子中的磁场会与定子中的绕组相互作用,从而在定子中产生电能。
这个电能也可以通过励磁变流器并入电网。
同时,这个电能还可以通过变流器向电网馈电,从而实现能量的双向交换。
什么是双馈异步发电机,什么是异步电机,两者的区别绕线电动机的转子铁心是不绝缘的,双馈电机的铁心是绝缘的,主要是双馈电机需要考虑转子交流励磁的工况,而绕线电机一般工作在转差率不高的异步状态。
使用绕线电动机替代双馈电机最大的问题就是转子涡流损耗较大,调速工作的范围非常有限,太宽的调速将导致转子励磁交流频率高,损耗就大了。
此外绕线电机的绕线转子线路的绝缘是很低的,正常工作时电机的无功必须依赖电网补充。
作为双馈电机使用时,如果电机需要向电网发无功,则励磁的电压会比较大,可能会超出电机的极限引起击穿事故。
使用绕线电机替代双馈电机是可行的,但调速范围要远远小于真正的双馈电机。
使用绕线电机替代主要是常规异步电机的漏磁要比发电机的大,磁场气隙也比较大。
此外绕线电机因为转子不绝缘,相当于存在一个阻尼绕组,导致转子交流励磁磁场被涡流部分抵消(也会影响暂态过程),要接近双馈电机的状态,就只能在额定转速附近试验,转速调整的范围就很小,绕组励磁频率很低,没有意义。
励磁频率越高,涡流影响越大,偏差也越大,影响实验结果。
在调速运行时,转子与定子磁场存在差速,相当于一个磁场从转子表面扫过,会导致转子产生涡流,也会引起定子的功率损耗。
要改造绕线电机几乎等于买几个新的,非常不划算了。
双馈发电机又被人们称之为交流励磁发电机.由于转子方采用交流电压励磁,使其具有灵活的运行方式,在解决电站持续工频过电压、变速恒频发电、抽水蓄能电站电动-发电机组的调速等问题方面有着传统同步发电机无法比拟的优越性。
交流励磁发电机主要的运行方式有以下三种:1) 运行于变速恒频方式;2) 运行于无功大范围调节的方式;3) 运行于发电-电动方式。
异步发电机是指异步电机处于发电的工作状态,从其激励方式有电网电源励磁发电(他励)和并联电容自励发电(自励)两种情况。
1、电网电源励磁发电:是将异步电机接到电网上,电机内的定子绕组产生以同步转速转动的旋转磁场,再用原动机拖动,使转子转速大于同步转速,电网提供的磁力矩的方向必定与转速方向相反,而机械力矩的方向则与转速方向相同,这时就将原动机的机械能转化为电能。
在这种情况下,异步电机发出的有功功率向电网输送;同时又消耗电网的无功功率作励磁作用,并供应定子和转子漏磁所消耗的无功功率,因此异步发电机并网发电时,一般要求加无功补偿装置,通常用并列电容器补偿的方式。
2、并联电容器自励发电:并联电容器的连接方式分为星形和三角形两种。
励磁电容的接入在发电机利用本身的剩磁发电的过程中,发电机周期性地向电容器充电;同时,电容器也周期性地通过异步电机的定子绕组放电。
这种电容器与绕组组成的交替进行充放电的过程,不断地起到励磁的作用,从而使发电机正常发电。
励磁电容分为主励磁电容和辅助励磁电容,主励磁电容是保证空载情况下建立电压所需要的电容,辅助电容则是为了保证接入负载后电压的恒定,防止电压崩溃而设的。
现在常用的风力发电机组一般分准恒速风力发电机组和变速恒频风力发电机组,变速恒频风力发电机组比较先进。
各自分的类型很多的,准恒速最多的是失速型风力机+升速齿轮箱+笼型异步发电机,在目前国内目前已安装容量中占的比例也最大。
变速恒频目前最普遍的是变桨风力机+升速齿轮箱+双馈异步发电机,或者去掉齿轮箱加个电力电子变换器,或者权衡一下。
桨矩调节控制大风段风力机吸收的功率和转速,低风速段可以调节发电机的电磁转矩来控制转速,但失速型风机只能靠齿轮箱了。
目的是使风力机吸收的功率最大化。
理论上说n=60f/p ,n是发电机转速,f是频率,我国是50,p是极对数,对于电机,p一定,转速也就定了。
电机的分类0 引言从广义上讲,电机是电能的变换装置,包括旋转电机和静止电机。
旋转电机是根据电磁感应原理实现电能与机械能之间相互转换的一种能量转换装置;静止电机是根据电磁感应定律和磁势平衡原理实现电压变化的一种电磁装置,也称其为变压器。
这里我们主要讨论旋转电机,旋转电机的种类很多,在现代工业领域中应用极其广泛,可以说,有电能应用的场合都会有旋转电机的身影。
与内燃机和蒸汽机相比,旋转电机的运行效率要高的多;并且电能比其它能源传输更方便、费用更廉价,此外电能还具有清洁无污、容易控制等特点,所以在实际生活中和工程实践中,旋转电机的应用日益广泛。
不同的电机有不同的应用场合,随着电机制造技术的不断发展和对电机工作原理研究的不断深入,目前还出现了许多新型的电机,例如,美国EAD公司研制的无槽无刷直流电动机,日本SERVO公司研制的小功率混合式步进电机,我国自行研制适用于工业机床和电动自行车上的大力矩低转速电机等。
1 旋转电机分类在旋转电机中,由于发电机是电能的生产机器,所以和电动机相比,它的种类要少的多;而电动机是工业中的应用机器,所以和发电机相比,人们对电动机的研究要多的多,对其分类也要详细的多。
实际上,我们通常所说的旋转电机都是狭义的,也就是电动机——俗称“马达”。
众所周知,电动机是传动以及控制系统中的重要组成部分,随着现代科学技术的发展,电动机在实际应用中的重点已经开始从过去简单的传动向复杂的控制转移;尤其是对电动机的速度、位置、转矩的精确控制。
由此可见,对于一个电气工程技术人员来说,熟悉各种电机的类型及其性能是很重要的一件事情。
通常人们根据旋转电机的用途进行基本分类。
下面我们就从控制电动机开始,逐步介绍电机中最有代表性、最常用、最基本的电动机——控制电动机和功率电动机以及信号电机。
2 控制电动机2.1 伺服电动机伺服电动机广泛应用于各种控制系统中,能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量,拖动被控制元件,从而达到控制目的。
伺服电动机有直流和交流之分;最早的伺服电动机是一般的直流电动机,在控制精度不高的情况下,才采用一般的直流电机做伺服电动机。
目前的直流伺服电动机从结构上讲,就是小功率的直流电动机,其励磁多采用电枢控制和磁场控制,但通常采用电枢控制。
旋转电机的分类,直流伺服电动机在机械特性上能够很好的满足控制系统的要求,但是由于换向器的存在,存在许多的不足:换向器与电刷之间易产生火花,干扰驱动器工作,不能应用在有可燃气体的场合;电刷和换向器存在摩擦,会产生较大的死区;结构复杂,维护比较困难。
交流伺服电动机本质上是一种两相异步电动机,其控制方法主要有三种:幅值控制、相位控制和幅相控制。
一般地,伺服电动机要求电动机的转速要受所加电压信号的控制;转速能够随着所加电压信号的变化而连续变化;电动机的反映要快、体积要小、控制功率要小。
伺服电动机主要应用在各种运动控制系统中,尤其是随动系统。
2.2 步进电动机所谓步进电动机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构;更通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。
我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量,从而达到精确定位的目的;同时还可以通过控制脉冲频率来控制电动机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
目前,比较常用的步进电动机包括反应式步进电动机(VR)、永磁式步进电动机(PM)、混合式步进电动机(HB)和单相式步进电动机等。
步进电动机和普通电动机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式,正是这个特点,步进电动机可以和现代的数字控制技术相结合。
但步进电动机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电动机;所以主要应用在精度要求不是特别高的场合。
由于步进电动机具有结构简单、可靠性高和成本低的特点,所以步进电动机广泛应用在生产实践的各个领域;尤其是在数控机床制造领域,由于步进电动机不需要A/D转换,能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移,所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。
除了在数控机床上的应用,步进电机也可以用在其他的机械上,比如作为自动送料机中的马达,作为通用的软盘驱动器的马达,也可以应用在打印机和绘图仪中。
此外,步进电动机也存在许多缺陷;由于步进电机存在空载启动频率,所以步进电机可以低速正常运转,但若高于一定速度时就无法启动,并伴有尖锐的啸叫声;不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大,细分数越大精度越难控制;并且,步进电机低速转动时有较大的振动和噪声。
2.3 力矩电动机所谓的力矩电动机是一种扁平型多极永磁直流电动机。
其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数,以降低转矩脉动和转速脉动。
力矩电动机有直流力矩电动机和交流力矩电动机两种。
其中,直流力矩电动机的自感电抗很小,所以响应性很好;其输出力矩与输入电流成正比,与转子的速度和位置无关;它可以在接近堵转状态下直接和负载连接低速运行而不用齿轮减速,所以在负载的轴上能产生很高的力矩对惯性比,并能消除由于使用减速齿轮而产生的系统误差。
交流力矩电动机又可以分为同步和异步两种,目前常用的是鼠笼型异步力矩电动机,它具有低转速和大力矩的特点。
一般地,在纺织工业中经常使用交流力矩电动机,其工作原理和结构和单相异步电动机的相同,但是由于鼠笼型转子的电阻较大,所以其机械特性较软。
2.4 开关磁阻电动机开关磁阻电动机是一种新型调速电动机,结构极其简单且坚固,成本低,调速性能优异,是传统控制电动机强有力竞争者,具有强大的市场潜力。
2.5 无刷直流电动机无刷直流电机(BLDCM)是在有刷直流电动机的基础上发展来的,但它的驱动电流是不折不扣的交流;无刷直流电机又可以分为无刷速率电机和无刷力矩电机。
一般地,无刷电机的驱动电流有两种,一种是梯形波(一般是“方波”),另一种是正弦波。
有时候把前一种叫直流无刷电机,后一种叫交流伺服电机,确切地讲是交流伺服电动机的一种。
无刷直流电机为了减少转动惯量,通常采用“细长”的结构。
无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多,相应的转动惯量可以减少40%—50%左右。
由于永磁材料的加工问题,致使无刷直流电机一般的容量都在100kW以下。
这种电动机的机械特性和调节特性的线性度好,调速范围广,寿命长,维护方便噪声小,不存在因电刷而引起的一系列问题,所以这种电动机在控制系统中有很大的应用潜力。
3 功率电动机3.1 直流电动机直流电动机是出现最早的电动机,大约在19世纪末,其大致可分为有换向器和无换向器两大类。
直流电动机有较好的控制特性直流电动机在结构、价格、维护方面都不如交流电动机,但是由于交流电动机的调速控制问题一直未得到很好的解决方案,而直流电动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点,所以目前直流电动机的应用仍然很广泛,尤其在可控硅直流电源出现以后。
3.2 异步电动机异步电动机是基于气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩而实现能量转换的一种交流电机。
异步电动机一般为系列产品,品种规格繁多,其在所有的电动机中应用最为广泛,需量最大;目前,在电力传动中大约有90%的机械使用交流异步电动机,所以,其用电量约占总电力负荷的一半以上。