雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)

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1、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)鮑立剛電機(jī)0901班130609107關(guān)鍵詞：雙饋發(fā)屯機(jī)、ABB變頻器、引言：電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械。隨著牛產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的，反過(guò)來(lái)，電機(jī)的發(fā)展又促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)，一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，雖然電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電機(jī)的類型增加了許多，在運(yùn)行性能，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面也都有了很大的改進(jìn)和捉高，而且隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一般旋傳電機(jī)的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類的控制電機(jī)，控制電機(jī)具冇高可靠性、好精確度、

2、快速響應(yīng)的特點(diǎn)，已成為電機(jī)學(xué)科的一個(gè)獨(dú)立分支。它應(yīng)用廣泛，種類繁多。性能各異，分類方法也很多。電機(jī)常用的分類方法主要有兩種：一種是按功能用途分，可分為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)，變壓器和控制電機(jī)四大類。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程屮，為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過(guò)程，需要各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械。拖動(dòng)齊種生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，可以采用氣動(dòng)，液壓傳動(dòng)和電力拖動(dòng)。由于電力拖動(dòng)具有控制簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)性能好、耗損小、經(jīng)濟(jì)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)。變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電了技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)工作電源的頻率和幅度

3、的方式來(lái)控制交流屯動(dòng)機(jī)的電力傳動(dòng)元件。變頻器在中、韓等亞洲地區(qū)受FI本廠商影響而曾被稱作VVVF(VariableVoltageVariableFrequencyInverter)0正文：我們通常所講的雙饋異步發(fā)電機(jī)實(shí)質(zhì)上是一種繞線式轉(zhuǎn)子電機(jī)，由于其定、轉(zhuǎn)子都能向電網(wǎng)饋電，故簡(jiǎn)稱雙饋電機(jī)。雙饋電機(jī)雖然屬于界步機(jī)的范疇，但是由于其具有獨(dú)立的勵(lì)磁繞組，可以象同步電機(jī)一?樣施加勵(lì)磁，調(diào)節(jié)功率因數(shù)，所以又稱為交流勵(lì)磁電機(jī)，也有稱為異步化同步電機(jī)。同步電機(jī)由于是-直流勵(lì)磁，其可調(diào)量只有一個(gè)電流的幅值，所以同步電機(jī)一般

4、只能對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。交流勵(lì)磁電機(jī)的可調(diào)量?jī)尤齻€(gè)：一是可調(diào)節(jié)的勵(lì)磁屯流幅值；二是可改變勵(lì)磁頻率；三是可改變相位。這說(shuō)明交流勵(lì)磁電機(jī)比同步電機(jī)多了兩個(gè)可調(diào)量。通過(guò)改變勵(lì)磁頻率，可改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。這樣，在負(fù)荷突變時(shí)，可通過(guò)快速控制勵(lì)磁頻率來(lái)改變屯機(jī)轉(zhuǎn)速，充分利用轉(zhuǎn)子的動(dòng)能，釋放或吸收負(fù)荷，對(duì)電網(wǎng)擾動(dòng)遠(yuǎn)比常規(guī)電機(jī)小。改變轉(zhuǎn)子勵(lì)磁的相位時(shí)，由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在氣隙空間的位置上有一個(gè)位移，這就改變了發(fā)電機(jī)電勢(shì)與電網(wǎng)電壓相量的相對(duì)位移，也就改變了電機(jī)的功率角。這說(shuō)明電機(jī)的功率角也可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5、所以交流勵(lì)磁不僅可調(diào)節(jié)無(wú)功功率，還可以調(diào)節(jié)有功功率。交流勵(lì)磁屯機(jī)之所以冇這么多優(yōu)點(diǎn)，是因?yàn)樗捎玫氖强勺兊慕涣鲃?lì)磁屯流。但是，實(shí)現(xiàn)可變交流勵(lì)磁電流的控制是比較困難的，木章的主要內(nèi)容講述一種基丁?定子磁鏈定向的矢量控制策略，該控制策略可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的變速恒頻發(fā)電而且可以實(shí)現(xiàn)有功無(wú)功的獨(dú)立解耦控制，當(dāng)前的主流雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均是采用此種控制策略。一、雙饋電機(jī)的基本工作原理60/.設(shè)雙饋電機(jī)的定轉(zhuǎn)了繞組均為對(duì)稱繞組，電機(jī)的極對(duì)數(shù)為"，根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論，當(dāng)定子對(duì)稱三相繞組施以對(duì)稱三相電壓，有對(duì)稱三相電流流過(guò)時(shí)，會(huì)在電

6、機(jī)的氣隙中形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速?稱為同步轉(zhuǎn)速，它與電網(wǎng)頻率￡及電機(jī)的極對(duì)數(shù)P的關(guān)系如下：(3-1)同樣在轉(zhuǎn)子三相對(duì)稱繞組上通入頻率為人的三相對(duì)稱電流，所產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的旋轉(zhuǎn)速度為:(3-2)曲式3-2可知，改變頻率厶，即可改變巾2，而且若改變通入轉(zhuǎn)子三相電流的相序，還口J以改變此轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向。因此，若設(shè)?為對(duì)應(yīng)于屯網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)雙饋發(fā)屯機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，而〃為電機(jī)轉(zhuǎn)子木身的旋轉(zhuǎn)速度，則只耍維持〃土冬”嚴(yán)常數(shù)，見(jiàn)式3-3,則雙饋電機(jī)定子繞組的感應(yīng)電勢(shì)，如同在同步發(fā)電機(jī)時(shí)一樣

7、，其頻率將始終維持為久不變。n±n2=/?1二常數(shù)（3-3）雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)差率S=魚H,則雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子三相繞組內(nèi)通入的電流頻率應(yīng)為：=PHr=fs（3-4）2601公式3-4表明，在異步電機(jī)轉(zhuǎn)子以變化的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只要在轉(zhuǎn)子的三相對(duì)稱繞組中通入轉(zhuǎn)差頻率（即￡S）的電流，則在雙饋電機(jī)的定子繞組中就能產(chǎn)生50Hz的恒頻電勢(shì)。所以根據(jù)上述原理，只要控制好轉(zhuǎn)子電流的頻率就可以實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電了。根據(jù)雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化，雙饋發(fā)電機(jī)叮有以下三種運(yùn)行狀態(tài)：1.亞同步運(yùn)行狀態(tài)：在此種狀態(tài)下n

8、牛的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速方向相同，因此有〃+=n°2.超同步運(yùn)行狀態(tài)：在此種狀態(tài)下〃〉也，改變通入轉(zhuǎn)子繞組的頻率為人的電流相序，則其所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速〃2與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速方向相反，因jl匕彳J/?—7^2=ft]°3.同步運(yùn)行狀態(tài)：在此種狀態(tài)下〃二?,轉(zhuǎn)差頻率/2=0,這表明此時(shí)通入轉(zhuǎn)子繞組的電流頻率為0,也即直流電流，與普通的同步電機(jī)一樣。下面從等效電路的角度分析雙饋電機(jī)的特性。首先，作如下假定：1.只考