雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理及設(shè)計(jì)

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1、二雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理及設(shè)計(jì)東方電氣（樂(lè)山）新能源設(shè)備有限公司技術(shù)處蔡梅園二雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)概況及設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分類及結(jié)構(gòu)2.雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理3.我公司1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)4.雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分類及結(jié)構(gòu)1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的分類1.1.1從結(jié)構(gòu)上分類。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組從結(jié)構(gòu)上可分為兩類。其一是水平軸風(fēng)力機(jī)，葉片安裝在水平軸上，葉片接受風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)去驅(qū)動(dòng)所要驅(qū)動(dòng)的機(jī)械。水平軸風(fēng)力機(jī)分多葉片低速風(fēng)力機(jī)和1～3個(gè)葉片的高速風(fēng)力機(jī)。如圖1。水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的分類其二是垂直軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)輪軸是垂直布置的，葉片帶動(dòng)風(fēng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)再驅(qū)動(dòng)所要驅(qū)動(dòng)的機(jī)械。如圖2

2、，3，4。垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片形式風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的分類風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的分類1.1.2按發(fā)電功率分類(1)微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其頓定功率為50～1000W。(2)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其額定功率為1.0～10.0kW。(3)中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其額定功率為10.0～100.0kW。(4)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其額定功率大于100kW。風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的分類1.1.3按發(fā)電機(jī)種類分類(1)直流發(fā)電機(jī)，常用在微、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上。(2)永磁發(fā)電機(jī)，常用在小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，電壓一般115，127V等，有直流也有交流。(3)同步交流發(fā)電機(jī)(4)異步交流發(fā)電機(jī)另外，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還可以分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩種，對(duì)于并網(wǎng)型

3、機(jī)組要求穩(wěn)定，一般為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。1.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前世界各國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)最為成功的一種形式，而生產(chǎn)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的國(guó)家很少，主要原因是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率低、需啟動(dòng)設(shè)備，同時(shí)還有些技術(shù)問(wèn)題尚待解決。典型結(jié)構(gòu)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由風(fēng)輪、風(fēng)輪軸、低速聯(lián)軸器、增速器、高速軸聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)、塔架、調(diào)速裝置、調(diào)向裝置、制動(dòng)器等組成。2.雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理2.1交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電2.2交流勵(lì)磁變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心技術(shù)2.3雙饋異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)2.4雙饋電機(jī)的額定功率2.1交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電是20世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的一種全新高效的發(fā)

4、電方式，適用于風(fēng)力、潮汐等可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，尤其在風(fēng)力發(fā)電中得到廣發(fā)應(yīng)用。伴隨著電力電子技術(shù)、交流調(diào)速理論、矢量控制理論和現(xiàn)代微機(jī)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日趨成熟，風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷增大，發(fā)電質(zhì)量不斷提高，已成為一種安全可靠的能源，具備了大規(guī)模開(kāi)發(fā)的條件。2.2交流勵(lì)磁變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心技術(shù)交流勵(lì)磁變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)和基于電力電子和計(jì)算機(jī)控制的交流勵(lì)磁控制技術(shù)。通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流勵(lì)磁電流的幅值、頻率和相位的可調(diào)控實(shí)現(xiàn)了變速下的恒頻運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)有功功率和無(wú)功功率的控制，提高了電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)靈活性和動(dòng)、靜態(tài)穩(wěn)定，另

5、外變速恒頻發(fā)電技術(shù)在并網(wǎng)時(shí)幾乎沒(méi)有電流沖擊，不必?fù)?dān)心異步機(jī)并網(wǎng)時(shí)沖擊電流過(guò)大的問(wèn)題，同時(shí)亦不必?fù)?dān)心同步機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的失步問(wèn)題。2.3雙饋異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)雙饋異步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與繞線式異步電動(dòng)機(jī)完全相同，定轉(zhuǎn)子都具有三相對(duì)稱繞組。但在運(yùn)行上具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：1）、雙勵(lì)磁定子繞組與電網(wǎng)相聯(lián)，接受電網(wǎng)勵(lì)磁使電機(jī)運(yùn)行在異步狀態(tài)。轉(zhuǎn)子繞組與變頻器相聯(lián)，接受由變頻器提供的交流勵(lì)磁，使電機(jī)運(yùn)行在同步狀態(tài)。2）、雙反饋電機(jī)將軸上輸入的機(jī)械功率（風(fēng)電次機(jī)械功率有風(fēng)機(jī)產(chǎn)生）通過(guò)異步及同步兩種作用轉(zhuǎn)換成電能，分別從定子和轉(zhuǎn)子反饋到電網(wǎng)上：2.3雙饋異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)在變速恒頻發(fā)電中得到廣泛應(yīng)用

6、的交流勵(lì)磁雙饋發(fā)電機(jī)，具有定、轉(zhuǎn)子雙套繞組，可以從定、轉(zhuǎn)子兩側(cè)回饋能量，兼有同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)的特點(diǎn).交流勵(lì)磁雙饋發(fā)電機(jī)定子三相繞組接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組也采用多相平衡繞組（一般為三相），經(jīng)交-直-交變頻器通入幅值、頻率和相位可調(diào)的三相低頻勵(lì)磁電流，變頻器一般經(jīng)變壓器接至電網(wǎng)。2.4雙饋電機(jī)的額定功率雙饋電機(jī)的額定功率與傳統(tǒng)的感應(yīng)電機(jī)，同步電機(jī)不同，當(dāng)s>0時(shí)，雙饋電機(jī)在亞同步運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)向轉(zhuǎn)子饋入電能，發(fā)電機(jī)總的輸出功率等于定子繞組輸出功率與轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁功率之差；超同步運(yùn)行時(shí)，即s<0時(shí)轉(zhuǎn)子繞組向外輸出功率，發(fā)電機(jī)總的輸出功率同定子繞組輸出功率與轉(zhuǎn)子繞組輸出功率之和；同步運(yùn)行時(shí)

7、，即s=0時(shí)，發(fā)電機(jī)總的輸出功率為定子輸出功率。2.4雙饋電機(jī)的額定功率因此，雙饋電機(jī)的額定功率與一般發(fā)電機(jī)不同。它有兩個(gè)不同概念下的出力。一是定子側(cè)的出力；二是定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)總的出力。前者相當(dāng)于同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)雙饋發(fā)電機(jī)的出力，它往往受到定子繞組熱容量的限制；而后者才是雙饋發(fā)電機(jī)的真正出力，因?yàn)樗磻?yīng)了雙饋發(fā)電機(jī)的真正出力，因?yàn)樗磻?yīng)了雙饋發(fā)電機(jī)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)際貢獻(xiàn)。這個(gè)出力是由發(fā)電機(jī)的定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)共同提供的。2.4雙饋電機(jī)的額定功率3.我公司1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3.1技術(shù)來(lái)源