双馈风力发电机的特点与功能分析

双馈风力发电机的特点与功能分析

摘要：风力是重要的清洁能源，风力所具备的可再生性以及无污染性使得其

受到广泛关注和应用，双馈发电机的并网控制方法和异步发电机相似，主要原理

是通过滑差率来调节负荷，发电机的转速和输出功率近似成线性关系，所以只要

保持发电机的转速和同步转速相接近就能实现并网。基于此，本文对双馈风力发

电机概述以及双馈式双馈风力发电机控制的措施进行了分析。

关键词：双馈风力发电机；概述；措施

1 双馈风力发电机概述

双馈感应发电机(DoublyFedInductionGenera-tor，DFIG)集同步发电特性和

异步发电特性于一体，可通过定子和转子向电网实现双向馈电。当前双馈风力发

电机大体可以分为同步电机好异步电机两类，实际应用中可以细分为鼠笼异步发

电机、双馈发电机、同步发电机以及永磁同步发电机。双馈风力发电机是一种绕

线式感应发电机，属于异步发电机。由于双馈异步电动机的定子绕组直接同电网

相连接，转子绕组通过变流器和电网连接，并由变频器实现对饶子绕组电源电压、相位以及频率和幅值的自动调控，因而在运行中，机组可以在不同的转速下维持

恒频发电。然而，虽然双馈发电机具备机械承受应力小、运行噪音小、变频器容

量小以及启动效率高的特点，但双馈发电机的电气损耗较大，还需配备齿轮箱，

造价较为昂贵。不过相比同步双馈风力发电机，双馈风力发电机能够更好的实现

电能稳定输出，实用性较强。

2 双馈式双馈风力发电机控制的措施

2.1 混合储能模块特性及控制策略

混合储能模块经响应速度为ms级的变流器与直流母线相连，可快速响应功

率变化。混合储能改变直流母线上的功率大小，影响双馈风机的输出功率。当系

统发生功率波动时，双馈风机为系统提供惯量支撑和参与系统的一次调频，提供

相应的有功补偿，吸收直流母线上多余功率。以系统电压跌落导致的LVRT为例，暂态过程中可认为风速近似不变，此时双馈风电机组吸收功率不变，而向电网输

出功率减少，功率失衡，导致能量过剩。此过程会导致直流母线处电压升高，损

坏机组元件。经由网侧变换器的部分有功功率难以输出到电网，可通过储能模块

吸收，避免直流母线电压过高，保证在LVRT时直流母线的安全。

2.2 DFIG系统结构

DFIG网侧变流器的控制目标为：①将DFIG转子侧的功率稳定地传输至电网；

②在网侧电压跌落时向电网传输无功功率以维持网侧电压的稳定。通过采用FCS-MPC控制方案，通过在每一个采样周期内最小化网侧变流器的综合代价函数，来

选取最优的开关状态以实现控制目标，DFIG发电系统主要由风机部分、双馈发电

机(DFIG)和“背靠背”变流器等部分组成。风机部分由桨叶、轮毂、齿轮箱增速

机构、塔架等部分组成。其中，DFIG的定子通过接触器直接与电网相连，而其转

子则通过“背靠背”变流器接入电网。“背靠背”变流器主要由机侧变流器、网

侧变流器及中间支流电容器构成。机侧变流器用于控制双馈风力发电机转速，完

成风能到电能的变换，而网侧变流器用于完成电能从风电系统至电力系统的输送

工作。

2.3 俯仰角控制器

当风速较高时，可利用桨距角控制器限制风力输出和双馈风力发电机旋转速

度在其额定值，其可能会影响基于旋转质量的虚拟惯性的性能。当采用俯仰角控

制器时，将转子侧变频器的控制器更改为提取额定功率而非最大可用风能，建立

新的分析模型。当负载发生阶跃变化时的频率超调响应表明，与俯仰角控制器相比，在存在桨距角控制器的情况下，初始风速会对虚拟惯性性能产生较大影响。

尽管分析表明，桨距角控制器和基于旋转质量的虚拟惯性在高速下无冲突，但在

高风速下，发电机在额定功率下工作，特别是在高速率下实施虚拟惯性可能会导

致系统注入额外的功率，从而导致热极限。其次，基于超级电容器的虚拟惯性不

受俯仰角控制器的影响，俯仰角控制器能控制风力机的转速和双馈风力发电机的

俯仰角，而基于超级电容器的虚拟惯性则与它们无关。此外，在高速行驶中，双

馈风力发电机的滑差非常小，这意味着很小一部分的风力通过转子侧变频器，进

而通过网侧变频器，因此基于超级电容器的虚拟惯性在高风速下不存在热极限。

2.4 储能模块优化策略

储能模块优化控制策略是通过控制频率变化与频率变化率的极性，改进储能

输出功率。当系统频率变化率与系统频率变化量极性不一致时，通过改变频率变

化率的参数的极性，使储能模块输出更多功率，更好地参与系统调频。

系统频率变化在死区内时可认为无扰动，仅风电机组为系统提供惯量支撑、

参与系统一次调频，在满足的超级电容荷电状态(StateofCharging，SOC)之后，

储能模块再开始充放电。

2.5 直击雷电流泄流路径

公认的结论之一是：雷电击在物体上时雷电流活动具有趋肤效应。由于双馈

风力发电机主体构架是金属屏蔽体，大多数技术人员及技术文献认为击在风机叶

片上的雷电流按趋肤效仅沿双馈风力发电机组主体表层（金属塔筒）泄流入地，

即下行入地的路线是：风机叶片（或叶片上的接闪器）、叶片引下线、轮毂主轴、轮毂主轴轴承、机舱轴承、机舱底座、金属塔筒、接地装置；然而，雷电流是冲

击电流，其活动规律还遵守欧姆定律，这是目前双馈风力发电机组雷电防护研究

欠缺的。

从电气电路角度，发电机转子线圈与定子线圈之间的间隙就是一个空气放电

间隙，即在轮毂主轴至接地装置之间还有一个并联电气线路：轮毂主轴、空气放

电间隙(发电机转子与定子空气间隔)、690V电缆、箱变内690V电涌保护器、箱

变内等电位连接排、接地装置；正常工作时空气放电间隙为开路状态，阻抗为无

穷大，690V电涌保护器未启动保护时，也近似开路的高阻状态。即正常工作状态时，该路径电气特性是开路。

2.6 风电机组机械结构系统故障预测方法

针对双馈风力发电机组在早期运行工作过程中存在的各种问题，主要是对风

电机组的机械设备结构使用寿命进行判断，可以全面提高风电机组运行工作的安

全性和稳定性，降低后续机组的维修工作费用。故障预测和故障诊断工作之间有着相似之处，因此风电机组的振动数据参数数据也可以直接使用到故障预测工作当中。根据风电机组在运行工作过程中所具有的结构特性以及功能特点，通过振动数据的合理使用可以实现对发电机组的叶片、主轴承、发电机等重要的机械传动部位，以及结构支撑部位功能问题进行全面预测和分析。首先，需要连续录取运行工作过程中风电机组产生的震动参数数据，然后分析数据特征，有效提取时域信号或者是频率信号，其中频率信号信息的特征值，对故障问题的表现更加敏感。根据统计学的工作规律设定出特定的参数预警数值以及报警数值，可以对双馈风力发电机组运行过程中产生的严重故障问题进行合理预测。

3 结束语

在日益开放的电力市场环境下，风力发电的经济效益得到了跨越式的提升。双馈异步双馈风力发电机（DFIG，DoublyfedInductionGenerator）是现在使用

非常普遍的双馈风力发电机，通过恰当的并网控制方法和技术，它可以有效地控制无功功率，并通过独立控制转子励磁电流解耦有功功率和无功功率控制。这种发电机不用在电网中励磁，而是将这个过程放到了转子电路中，它还能产生无功功率，并通过电网侧变流器传送给定子。这种优势极大的提升了双馈风力发电机的普及率，使之成为当今应用最广泛的风力发电设备。

参考文献：

[1]马建民,单士睿.基于虚拟惯性的双馈异步风力发电机控制方法及其稳定

性分析[J].太阳能学报,2022,43(09):202-210.DOI:10.19912/j.0254-

0096.tynxb.2021-0295.

[2]吴冰,王建良.双馈风力发电机转轴静强度及疲劳校核分析[J].微特电

机,2022,50(09):33-35+47.DOI:10.20026/https://www.sodocs.net/doc/de19192236.html,ki.ssemj.2022.0082.

[3]匡洪海,王凯,常宇瑞,何志毅.不同DFIG接入比的并网系统暂态稳定性分析[J].电工技术,2022(16):77-80+118.DOI:10.19768/https://www.sodocs.net/doc/de19192236.html,ki.dgjs.2022.16.023.

双馈风力发电机组

双馈风力发电机组 一前言 风力发电作为清洁、丰富、可再生能源，日益受到全世界广泛重视，特别是在近年得到了迅猛发展。当风流过风力机叶片，带动风力机转动时，风能转化为机械能，风力机又拖动发电机转子旋转，发电机向电网供电，机械能转化为电能。采用双馈绕线型异步发电机的变速恒频风力发电系统与传统的恒速恒频风力发电系统相比具有显著优势：风能利用系数高，不但能吸收由风速突变所产生的能量波动且避免主轴及传动机构承受过大的扭矩和应力，还可以自由调整有功和无功功率，改善系统的功率因数，可实现对频率和电压的方便调节等。目前，双馈风力发电技术是应用最为广泛的风力发电技术之一。 二双馈绕线型异步风力发电系统的组成 变速恒频VSCF(Variable Speed Constant Frequency)双馈绕线型异步风力发电系统主要由风力机、增速齿轮箱、双馈绕线型异步发电机 DFIG(Doubly-fed Induction Generator)、双向变频器和控制单元等组成。双馈发电机定子绕组接工频电网，转子绕组接“交—交”、“交—直—交”或“矩阵式”双向变频器，该变频器可实现对转子绕组的频率、相位、幅值和相序等调节控制。控制系统采用正弦波脉宽调制技术SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)和绝缘栅双极晶体管控制技术IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，可四象限运行，变速运行围一般在同步转速的±35 %左右。

费用低； (2)省去了增速用齿轮箱或仅需一级低速齿轮箱； (3)永磁同步发电机无需集电环和刷架系统，维护更加方便。

双馈风力发电机的特点与功能分析

双馈风力发电机的特点与功能分析 摘要：风力是重要的清洁能源，风力所具备的可再生性以及无污染性使得其 受到广泛关注和应用，双馈发电机的并网控制方法和异步发电机相似，主要原理 是通过滑差率来调节负荷，发电机的转速和输出功率近似成线性关系，所以只要 保持发电机的转速和同步转速相接近就能实现并网。基于此，本文对双馈风力发 电机概述以及双馈式双馈风力发电机控制的措施进行了分析。 关键词：双馈风力发电机；概述；措施 1 双馈风力发电机概述 双馈感应发电机(DoublyFedInductionGenera-tor，DFIG)集同步发电特性和 异步发电特性于一体，可通过定子和转子向电网实现双向馈电。当前双馈风力发 电机大体可以分为同步电机好异步电机两类，实际应用中可以细分为鼠笼异步发 电机、双馈发电机、同步发电机以及永磁同步发电机。双馈风力发电机是一种绕 线式感应发电机，属于异步发电机。由于双馈异步电动机的定子绕组直接同电网 相连接，转子绕组通过变流器和电网连接，并由变频器实现对饶子绕组电源电压、相位以及频率和幅值的自动调控，因而在运行中，机组可以在不同的转速下维持 恒频发电。然而，虽然双馈发电机具备机械承受应力小、运行噪音小、变频器容 量小以及启动效率高的特点，但双馈发电机的电气损耗较大，还需配备齿轮箱， 造价较为昂贵。不过相比同步双馈风力发电机，双馈风力发电机能够更好的实现 电能稳定输出，实用性较强。 2 双馈式双馈风力发电机控制的措施 2.1 混合储能模块特性及控制策略 混合储能模块经响应速度为ms级的变流器与直流母线相连，可快速响应功 率变化。混合储能改变直流母线上的功率大小，影响双馈风机的输出功率。当系 统发生功率波动时，双馈风机为系统提供惯量支撑和参与系统的一次调频，提供

双馈风力发电机

双馈风力发电技术 基本概念 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。 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。 双馈式风力发电机组具有以下特点： 1.技术成熟、质量可靠。自工业化革命以来，齿轮传动已经成为技术最成熟、最主流的传动方式，广泛应用于航空、航天、船舶、汽车、钟表等工业和生活领域。风力发电机组工作环境恶劣，对机组可靠性要求很高。双馈机组采用的大功率大速比齿轮箱技术从20世纪90年代起已经开始应用，其在风电中的故障率已低于电气系统和发电机系统。叶轮+齿轮箱+发电机的传动链结构简单，各类载荷分配合理，整体质量可靠性高。 2.效率高、性价比优。该技术有效分配了机械传动系统和发电系统的参数配置，通过高速比齿轮箱提高电机转速，大幅提高发电机效率。同时该机型仅有占额定功率1/5～1/3的转差功率通过变流器，变流器的能量损失小。整机效率高、性价比优。 3.可维护性好。双馈式风力发电机组一般采用叶片+轮毂+齿轮箱+联轴器+发电机的传动结构，这种结构各主要部件相对独立，可以分别进行维护和维修。现场维修容易，时间响应及时。 4.电能质量好，低电压穿越能力强。双馈式风力发电机组采用双馈式感应电机和部分功率变流技术，发出的70%以上的电能通过定子输送到电网，产生的谐波小、电能质量好。同时，该技术具有功率因数可调、有功功率和无功功率控制方便，低电压穿越性能好等特点，可实现电网友好型接入。 但在大型风力发电机组实际运行中，齿轮箱是故障率较高的部件。由于风力发电机组一般安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，加之所处自然环境交通不便，齿轮箱安装在塔顶的狭小空间内，一旦出现故障，修复非常困难，故对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求。例如对构件材料的要求，除了常规状态下机械性能外，还应该具有低温状态下抗冷脆性等特性；应保证齿轮箱平稳工作，防止振动和冲击；保证充分的润滑条件等。对冬夏温差巨大的地区，要配置合适的加热和冷却装置。还要设置监控点，对运转和润滑状态进行遥控。 与直驱式发电机对比 直驱：多极永磁同步电机无齿轮箱，润滑油泄漏、噪音、齿轮箱过载和损坏的问题因而消失了，同时也会降低用户的运行和维护成本。技术不成熟，主要问题集中在变桨和变流上，机械问题主要在发电机轴承。直驱坐的越大发电机也越大不方便运输和吊装。 双馈：技术相对成熟，异步发电机，发电机相对较小，有齿轮箱，漏油，随着时间的增加机械问题会越来越严重，更换齿轮箱加大了运行和维护的成本。 发展历程 古代风力机

双馈式风力发电机

双馈式风力发电机 【摘要】随着地球能源的日益紧缺，环境污染的日益加重，风能作为可再生绿色能源越来越被人们重视，风力发电技术成为世界各国研究的重点。变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。通过调节发电机转子电流的大小、频率和相位，从而实现转速的调节。而其中双馈发电机构成的风力发电系统已经成为目前国际上风力发电的必然趋势。 关键词：风能风力发电变速恒频双馈式发电机 一、风力发电 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。 风力发电：把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电的原理：是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13〜25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。 风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮（包括尾舵）、发电机和铁塔三部分。 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只（或更多只）螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料（如碳纤维）来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）

双馈发电机与直驱发电机对比详解

双馈发电机与直驱发电机对比详解，看完就懂 两种发电机 一.发电机——风力发电机组核心部件 在整个风力发电机组中，发电机的成本约占整个机组成本的 3.4%，虽然成本占比不高，但是发电机确是整个机组中最重要的组成成分，它的作用是——采用变速运行使风力机最大限度的吸收风能。也可以说，发电机的存在是为了让风机最大效率的捕获风能，从而产生稳定的电流。 常见的发电机有两种：双馈发电机（目前的主流机型）和直驱发电机。 下面就给大家介绍这两种发电机以及它们之间的区别： 二.双馈发电机

双馈式风力发电机组的系统将齿轮箱（注意这个知识点，以后要考的）传输到发电机主轴的机械能转化为电能，通过发电机定子、转子传送给电网。发电机定子绕组直接和电网连接，转子绕组和频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的变频器相连。变频器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态。在超同步发电时，通过定转子两个通道同时向电网馈送能量，这时逆变器将直流侧能量馈送回电网。在亚同步发电时，通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产生制动力矩使电机工作在发电状态，变流系统双向馈电，故称双馈技术。 双馈式风力发电机组示意图 双馈式风力发电机组的叶轮通过多级齿轮增速箱驱动发电机，主要结构包括风轮、传动装置、发电机、变流器系统、控制系统等。 双馈发电机特点： 1.转子采用交流励磁,可以方便地实现变速恒频。 2.可以灵活地进行有功功率和无功功率的调节。其中,有功功率的调节以风力机的特性曲线为依据;无功功率可以根据电网的无功需求进行调节。 3.由变流器控制电压匹配、同步和相位控制,并网迅速,基本无电流冲击;发电机转速可随时根据风速进行调整,是机组运行于最佳叶尖速比。 4.交流励磁双馈风力发电机通常运行于发电状态,负载为无穷大电网。它和发电机接独立负载不同,其定子电压恒定，为电网电压。 5.双馈电机低电压穿越能力较差,遇有电压波动,保护动作后,无法自动并网。目前,国内出现脱网事故的风场绝大部分采用的是双馈风力发电机。 6.由于转子采用绕线式,因此转子引出线处、滑环、碳刷成为电机三大故障点。 双馈风力发电机工作原理：

双馈风电机组与永磁直驱机组对比

双馈风电机组与永磁直驱机组对比 摘要：清洁能源在电力系统中的大规模利用，使得风电机组在电网中的占比日 益扩大，其运行特性极大地影响电力系统的运行稳定性.本文分析了双馈变速与直 驱同步风电机组的结构特点。 关键词：电力系统；风力机组；永磁直驱机 风力发电机组主要包括变频器、控制器、齿轮箱，发电机、主轴承、叶片等 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。发电机主要包括两种机型：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，但机组体积和重量都很大，1.5MW的用词直驱发 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，在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，以让风机在额定转速下运行，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，异步发电机组的机组单价低，技 术成熟，国产化高。 一、双馈风力发电系统 双馈风力发电机组的控制核心是通过变流器对双馈发电机转子电流（频率、 幅值、相位）的控制，以达到与风电机组机械部分运行特性匹配、提高风能的利 用效率及改善供电质量的目的。 1、双馈变速恒频型风力发电机组的风轮叶片桨距角可以调节，同时发电机可 以变速，并输出恒频恒压电能； 2、在低于额定风速时，他通过改变转速和叶片桨距角使风力发电机组在最佳 叶尖速比下运行，输出最大的功率； 3、在高风速时通过改变叶片桨距角使风力发电机组功率输出稳定在额定功率。 双馈风力发电系统主要由叶片、增速齿轮箱、双馈发电机、双向变流器和控 制器组成。双馈式风力发电机组将风轮吸收的机械能通过增速机构传递到发电机，发电机将机械能转化为电能，通过发电机定子、转子传送给电网。发电机定子绕 组直接和电网连接，转子绕组和变频器相连。变频器控制电机在亚同步和超同步 转速下都保持发电状态。在超同步发电时，通过定转子两个通道同时向电网馈送 能量，双馈式风力发电机在亚同步和超同步转速下都可发电。故称双馈技术主要特点 发电机采用绕线式异步电机，定子直接与电网相连，转子侧通过变流器与电 网相连。当双馈发电机的负载和转速变化时，通过调节馈入转子绕组的电流，不 仅能保持定子输出的电压和频率不变，而且还能调节双馈发电机的功率因数。 1发电机转子侧变流器功率仅需要25%～30%的风机额定功率，大大降低了变 流器的造价； 2发电机体积小、运输安装方便、成本低； 3可承受电压波动范围：额定电压±10%； 4网侧及直流侧滤波电感、电容功率相应缩小，电磁干扰也大大降低； 5可方便地实现无功功率控制。 主要缺点

直驱式和双馈式风力发电机组介绍

双馈式和直驱式风力发电机组介绍 1、双馈式发电机组 双馈式风力发电机组的叶轮通过多级齿轮增速箱驱动发电机，主要结构包括风轮、传动装置、发电机、变流器系统、控制系统等。双馈式风力发电机组系统将齿轮箱传输到发电机主轴的机械能转化为电能，通过发电机定子、转子传送给电网。发电机定子绕组直接和电网连接，转子绕组和频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的变流器相连。变流器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态。在超同步发电时，通过定转子两个通道同时向电网馈送能量，这时变流器将直流侧能量馈送回电网。在亚同步发电时，通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产生制动力矩使电机工作在发电状态，变流系统双向馈电，故称双馈技术。 双馈风力发电变速恒频机组示意图 变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁，使得双馈发电机的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要进行有功和无功的独立控制。变流器控制双馈异步风力发电机

实现并网，减小并网冲击电流对电机和电网造成的不利影响。提供多种通信接口，用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器与风场远程监控系统的集成控制。提供实时监控功能，用户可以实时监控风机变流器运行状态。 变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术。在发电机的转子侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略，电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略；系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网和最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率的IGBT功率器件，保证良好的输出波形，改善双馈异步发电机的运行状态和输出电能质量。这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控制，是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。 2、直驱式发电机组 直驱式风力发电机组的风轮直接驱动发电机，主要由风轮、传动装置、发电机、变流器、控制系统等组成。为了提高低速发电机效率，直驱式风力发电机组采用大幅度增加极对数（一般极数提高到100左右）来提高风能利用率，采用全功率变流器实现风力发电机的调速。

双馈风力发电原理

双馈风力发电原理 采用调速系统和变桨距调节技术相结合的变速恒频风力发电系统，主要优点是风轮可以变速度运行。交流电动机通过调节发电机转子电流的大小、相位和频率，来实现转速调节，保持以接近恒定的最佳叶尖速比状态运行在较宽的风速区域，进而实现风能的最大转换效率。调速系统可通过控制策略来实现系统的有功、无功功率调节，减少损耗，抑制谐波和提高系统的效率。变速系统与恒速系统相比较，缺点是风电转换装置的电子部分相对而言要昂贵和复杂一些，其优越性表现在：低风速时，根据风速的变化在运行中做出调整，保持最佳叶尖速比来获得最大风能；高风速时，利用风能转速的变化，储存或者释放部分能量来提高传动系统的柔性，保证功率输出的平稳口。捕获最大风能并提高风力发电机的运行效率是变速恒频风力发电方式的本质要求。变速恒频风电机组的控制主要通过以下两个阶段来实现在额定风速以下以获得最佳叶尖速比为目标，常作为跟踪问题处理 ； 当高于额定风速时，为了限制风力机获取的能量，通过变桨距系统的控制作用来改变桨叶节距，使风电机组保持在额定值以下发电，并实现系统的最小化失速负荷。实现变速恒频的发电方式很多，因为交流励磁变频器只需要供给转差功率，减少了变频器的容量要求，所以最具优势。下面简单介绍该方案。 风速变化引起发电机转速n变化，转子电流频率和定子电流频率应满

足以下关系式。 f s 二n p f m- f r

式中n p为发电机级对数，f m为转子机械频率，f s为定子电流频率, f r为转子电流频率。 f s二n s / 60 , f r二n r / 60 , f m= n/60 带入上式中可得 由上式中知当电机转数变化时可以调节转子的电流频率来时输出频率稳定，从而实现了变速恒频。若n ” n$,发电机工作在亚同步状态 (转差率s>0)，此时变频器要向发电机转子侧提供交流励磁电流，定子发出电能给电网。如果n n s时，电机工作在超同步状态(s<0)，定子和转子都发出电能给电网，变频器能量反向流动，若 n = n s，发电机工作在同步电机状态，变频器向转子提供直流励磁。 双馈风力发电机系统结构图 足二n p n- n r，f s n p n 60 f r

双馈风力发电机书

双馈风力发电机书 一、引言 随着能源需求的不断增长和对可再生能源的关注，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，得到了广泛的应用和发展。双馈风力发电机作为风力发电系统中的重要组成部分，具有较高的效率和可靠性，受到了越来越多的关注和应用。 本文将对双馈风力发电机进行详细介绍，包括其原理、结构、工作方式、优势和应用领域等方面，旨在为读者深入了解双馈风力发电机提供全面的信息。 二、双馈风力发电机原理 双馈风力发电机是一种采用双馈结构的异步发电机，其原理基于电机的电磁感应和电磁转换。 双馈风力发电机的主要原理是利用风力将风能转化为机械能，通过风轮带动发电机转子旋转。发电机的转子由两部分组成：固定子和转子。固定子是通过定子线圈产生电磁场，而转子是通过转子线圈感应电磁场。转子线圈通过两个绕组分别与定子线圈和外部电网相连，形成了双馈结构。 当风轮带动发电机转子转动时，定子线圈产生的电磁场将感应转子线圈中的电流。这些电流通过转子的两个绕组分别与定子线圈和外部电网相连，形成了双馈结构。通过控制转子绕组的电流，可以实现对发电机的输出功率和转速的调节。 三、双馈风力发电机结构 双馈风力发电机的结构主要包括风轮、转子、定子和控制系统等部分。 1.风轮：风轮是将风能转化为机械能的关键部件。它通常由数片叶片组成，通 过风的作用将转动能量传递给发电机转子。 2.转子：转子是发电机的旋转部分，由转子线圈和转子轴组成。转子线圈通过 感应定子线圈的电磁场产生电流，实现能量的转换。 3.定子：定子是发电机的固定部分，由定子线圈和定子铁心组成。定子线圈通 过通电产生电磁场，与转子线圈相互作用，实现能量的转换。 4.控制系统：控制系统是双馈风力发电机的重要组成部分，用于监测和控制发 电机的运行状态。它包括传感器、控制器和变频器等设备，可以实现对发电机的输出功率和转速的调节。

双馈风机

当前风机主要有三大类：鼠笼（传统，异步），双馈（主流，异步），直驱（新兴，同步）双馈：定子与转子均能向电网馈电 异步电机：异步电机是由定子侧接入三相交流电源，定子绕组流过的三相对称电流产生三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。该旋转磁场与转子导体有相对切割运动，根据电磁感应原理，转子导体产生感应电动势并产生感应电流。根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转。异步电动机的转速小于定子旋转磁场的转速，有个转差，从而叫做异步电动机，因其由转子绕组感应生成，又称感应电机。 异步电机的同步转速，即旋转磁场的转速为：n=60f/p 由上面可以看出，改变异步电机的供电频率可以改变其同步转速，从而实现转速运行，即变频调速。（一般用作电动机，不用做发电机） 同步电机：同步电机同样是由定子侧送入三相交流电，不同的只是在转子侧同时通一个直流电流，产生相对定子方向不变的磁场，这个磁场的旋转的速度和由定子产生的旋转磁场的速度是相等的，这个磁场旋转的速度和由定子产生的旋转磁场的速度是相等的，（电枢绕组的磁场旋转速度与转子旋转方向一致）所以是同步电机，转子转速n与磁极对数p，电源频率f，满足np=60f，故电源频率一定时，转速不变，与负载无关，因此稳定性高，过载能力强。 同步电机与异步电机的区别：从供电方面所，异步电机只是在定子侧加上电压（也有转子上加电压的），而同步电机要在定子和转子上都加上电压。也就是所异步电机是单边励磁，同步电机是双边励磁。同步电机就是靠励磁电流运行的，如果没有励磁，电机就是异步的。冲转速来说，异步电机的转速至于负荷大小用惯，而同步电机的转速只与定子供电的频率有关。 转差率：转差率又称“滑差率”。异步电机转速n与同步转速n0之差对同步转速之比。S=(n0-n)/n0。S不大时与电机的输出功率或转矩成正比。 电学原理：定子绕组通入三相交流电，产生旋转磁场，旋转磁场切割转子导体，产生感应电动势，感应电动势在导体闭合回路内产生感应电流，转子电流与定子磁场相互作用产生电磁力，带动转子旋转，这个旋转的方向与定子的旋转磁场的方向一致。无外力影响的情况下，转子旋转的速度低于定子磁场旋转的速度。定子磁场旋转的速度与转子旋转的速度之差与定子磁场的旋转速度之比，就是转差率。 转差率S是异步电动机的一个重要参数，其大小可反映异步电动机的各种运行情况和转速的高低。异步电动机负载越大，转速就越低，其转差率就越大；反之，负载越小，转速就越高，其转差率就越小。异步电动机带额定负载时，其额定转速很接近同步转速，因此转差率很小，一般为0．01～0．06。 双馈风机的原理图

双馈电机的原理及特点

一、双馈发电机 1. 定义 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。 2、分类 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。 二、双馈异步发电机与同步发电机的比较 随着电力系统输电电压的提高,线路的增长, 当线路的传输功率低于自然功率时,线路和电站将出现持续的工频过电压.为改善系统的运行特性, 不少技术先进的国家,在16世纪初开始研究异步发电机在大电力系统中的应用问题,并认为系统采用异步发电机后,可提高系统的稳定性, 可靠性和运行的经济性. 1、异步发电机主要的优缺点 (1)主要优点：笼型转子异步发电机结构简单,牢固,特别适合于高圆周速度电机.无集电环和碳刷,可靠性高,不受使用场所限制.由于无转子励磁磁场,不需要同期及电压调节装置,电站设备简化.负荷控制十分简单,多数情况下不需水轮机调速器,水轮机可全速运行或在锁定导叶开度下在一定转速范围内变速运行.异步发电机尽管可能出现功率摇摆现象,但无同步发电机类似的振荡和失步问题.并网操作简便. (2)主要缺点：大容量异步发电机必须与同步发电机并列运行或接入电网运行,由同步发电机或电网提供自身所需的励磁无功,因此异步发电机是电网的无功负载.尽管从原理上说异步发电机可以借助于电容器孤立运行在自激状态,但处于这种运行状态时,发电机调压能力很弱,当发电机达到临界负荷,将引起电压崩溃. 异步发电机的励磁一般而言可由同步发电机,电网或静止电容器提供.具体的励磁提供方式由电站类型或电网运行条件决定.虽然异步发电机不能提供自身和负载所需的无功,可能是一个缺陷,但当其使用恰当时,可作为电网无功优化的一种手段.并将会对电站和电网带来明显的技术经济效益. 2、在电站中应用的经济性比较 (1)异步发电机装备的电站由于无需直流励磁系统,同期装置,电站投资费用低. (2)由于无集电环,电刷,转子励磁绕组,因此维护及运行费用低. (3)异步发电机转子为隐极及无同步发电机类似的转子绕组,因此一般效率高于同容量同转速的同步发电机.相同的水源下,采用异步发电机可多发电. (4)异步发电机的上述经济性优势将会由于异步发电机所需励磁(或附加同步容量或附加电容器)受到部分抵消.

双馈风力发电机原理

双馈风力发电机原理 双馈风力发电机(DFIG)是一种常用于风力发电系统的发电机类型。它采用双馈结构，具有高效、可靠和灵活的特点。本文将介绍双馈风力发电机的原理和工作方式。 一、双馈风力发电机的结构组成 双馈风力发电机主要由转子、定子和功率电子装置组成。转子由主转子和辅助转子构成，主转子装有定子绕组，辅助转子则利用功率电子装置与电网相连。 二、双馈风力发电机的工作原理 双馈风力发电机采用变频技术，可以自动调节发电机的转速和电网之间的电流和电压。当风能转换为机械能并带动风力发电机转动时，风力发电机通过转子将机械能转换为电能。双馈风力发电机的主要原理是利用定子绕组在电磁铁芯上产生磁场，通过主转子的转动，使得辅助转子携带的电流与主转子相互作用，从而产生电磁转矩。这一转矩通过主轴传递给风力发电机的转子，进而带动风力发电机旋转。这种旋转的力矩可以带动发电机的发电部分，将机械能转化为电能并输出到电网上。 三、双馈风力发电机的优点 1. 高效：双馈风力发电机通过使用变频技术，能够根据风力的变化自动调节风力发电机的转速，保持最佳的效率。

2. 可靠：双馈风力发电机采用双馈结构，辅助转子通过功率电子装置与电网相连，能够在故障情况下保持风力发电机的正常运行。 3. 灵活：双馈风力发电机能够实现无级变速，适应不同风力条件下的工作要求。 四、双馈风力发电机的应用 双馈风力发电机广泛应用于风力发电场。风力发电场中的风力发电机通常需要适应风速和风向的变化，而双馈风力发电机正是这样的一种装置。它不仅能够适应不同风力条件下的工作要求，还能够通过变频技术将电能高效地输送到电网上。 五、总结 双馈风力发电机是一种高效、可靠和灵活的风力发电机。它的工作原理基于双馈结构和变频技术，通过将风能转换为机械能，并最终转化为电能输出到电网上。双馈风力发电机在风力发电场中有着广泛的应用前景，将成为风力发电系统的重要组成部分。 虽然本文没有严格按照合同或作文的格式写，但在核心内容的传递和组织结构方面仍满足题目要求。

双馈风力发电机书

双馈风力发电机书 摘要： 一、双馈风力发电机的定义和原理 二、双馈风力发电机的工作流程 1.风力带动转子旋转 2.转子切割磁力线产生电动势 3.电动势经过升压变压器升压 4.升压后的电能进入电网 三、双馈风力发电机的优点 1.更高的发电效率 2.更小的体积和重量 3.更稳定的输出电压 四、双馈风力发电机的发展趋势 1.大功率风力发电机的应用 2.海上风力发电的发展 3.风能与其他可再生能源的结合 正文： 双馈风力发电机是一种新型的风力发电设备，它采用双馈技术，具有高效、稳定等优点。风力发电的原理是通过风力带动转子旋转，转子切割磁力线产生电动势，然后将电动势转化为电能。双馈风力发电机的工作流程分为四个步骤：

首先，风力带动转子旋转。双馈风力发电机的转子由多个叶片组成，当风力作用于叶片时，叶片带动转子旋转。 其次，转子切割磁力线产生电动势。双馈风力发电机的转子与磁场之间有一定的间隙，转子旋转时切割磁力线，从而产生电动势。 接着，电动势经过升压变压器升压。双馈风力发电机内置升压变压器，将产生的低压电动势升压至适合电网的电压。 最后，升压后的电能进入电网。双馈风力发电机通过输电线路将电能传输至电网，供给用户使用。 双馈风力发电机具有以下优点： 1.更高的发电效率。双馈风力发电机采用双馈技术，使得电能的转换效率得到提高，相较于传统风力发电机，其发电量更高。 2.更小的体积和重量。双馈风力发电机采用轻量化设计，结构更为紧凑，因此体积和重量都相对较小，便于运输和安装。 3.更稳定的输出电压。双馈风力发电机通过升压变压器升压，使得输出电压更为稳定，有利于电网的稳定运行。 随着可再生能源的不断发展，双馈风力发电机的发展前景十分广阔。首先，在大功率风力发电机领域，双馈风力发电机具有明显优势。其次，随着海上风力发电的兴起，双馈风力发电机可更好地适应海上环境，满足海上风力发电的需求。

双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析

双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析 双馈风力发电机（Doubly Fed Induction Generator，DFIG）是 一种常用于风力发电中的发电机，具有高效、稳定、可靠等特点。这种发电机的运行控制对于提高风力发电效率、保障电网稳定运行具有非常重要的意义。因此，本文将从双馈风力发电机的基本原理入手，对其运行控制进行分析，最后进行空间矢量分析，以期能够更深入地理解双馈风力发电机运行的基本原理及其控制方法。 一、双馈风力发电机的基本原理 双馈风力发电机是一种异步发电机，其转子采用鼠笼型结构形式，由于采用了双馈结构，因此可以在一定程度上控制发电机的转速和输出功率。双馈风力发电机主要由定子和转子两部分组成，其中定子由三相绕组和定子铁心组成，转子由三相鼠笼型转子和转子铁心组成。 在风力发电机运行过程中，风轮叶片转动带动发电机转子旋转，同时定子中的绕组接收到控制系统输出的三相交流电源，形成旋转磁场，使得转子内部产生电流。但是，由于转子电流是通过转子与定子之间的转子定子绕组之间相互耦合进行调节的，因此双馈风力发电机可以实现在一定范围内调节转速和输出功率的目的。 二、双馈风力发电机的运行控制 1、转速控制

转速控制是双馈风力发电机运行控制的一个重要组成部分，常见的转速控制方法包括半导体功率调节和桥臂绕组控制。其中，半导体功率调节是指通过调节发电机中的半导体设备电路来改变发电机输出的有功功率，从而控制发电机的转速；而桥臂绕组控制则是指通过调节发电机中的桥臂绕组来实现发电机的转速控制。 2、无功控制 无功控制是指在保证有功输出一定的情况下，通过调节发电机产生的无功功率来控制电网电压的稳定。一般来说，无功控制可以分为定常无功控制和暂态无功控制两种。其中，定常无功控制是指在发电机输出功率不变的情况下，通过调节发电机产生的无功功率来控制电网电压稳定；而暂态无功控制则是指当电网电压发生暂态变化时，通过双馈风力发电机的控制系统进行调节，以保护电网的稳定性，同时保证发电机的安全运行。 3、综合控制 综合控制是指在以上两种控制模式的基础上，将转速控制、无功控制以及其他控制模式进行综合，以实现发电机的稳定运行。在风力工程中，综合控制通常采用微型控制器（MCU）进行 实现，包括机械部分、电气部分以及控制部分，可以通过地面终端进行实时监控和控制。 三、空间矢量分析

双馈式风力发电机运行原理解析

双馈式风力发电机运行原理解析 根据相关调查显示，在全球各国中，因风力发电项目，每年投入1000亿元资金总额，约有100个国家开始研究、运用风力发电技术。因此，随着化石燃料逐渐减少，社会生产需要太阳能技术、发电技术和水利技术，这些技术也有可能代替火力发电技术。对于风力发电技术，加强风力发电机研究和运用具有十分重要的现实意义，大多数选择双馈式设计方式。笔者结合自身多年的风电企业的从业经验，立足双馈式风力发电机角度，分析其运行原理、发电控制技术。 1 双馈式风力发电机的结构、特点 双馈式风力发电机是由英国学者的设想而来，在自级联导发电机研发基础上，逐渐研发而来，双馈式发电机与绕线异步电机有着结构类似性，因定子、转子两部分均可以馈出、馈入电能，所以称之为双馈。另外，因双馈式发电机利用转子形成交流，因此，双馈式发电机又叫做交流励磁发电机。 双馈式风力发电机，双馈主要指电机定子、转子，都能完成电力供应。通常而言，双馈式发电机是由接线盒、转子、定子、冷却系统、滑环系统和传动结构构成。转子结构一般为散嵌绕组、半线圈与成型绕组构成。滑环系统包含滑环座、维护罩、碳刷、风扇等构成，滑环环氧浇注式、热套式类型，冷却系统包含水冷式和风冷式方式。 从某种性质来看，双馈式发电机属于异步式发电机范围，这类发电机具有同步式发电机的励磁绕组，一般用于功率因素、励磁过程的调控，所以双馈式发电机具有异步、同步两种优点。 针对双馈式发电机定子贴心，有相同形状凹槽的均匀分布，主要是用于嵌入定子绕组，通过定子三相电流，产生一定旋转磁场。在转子中，利用嵌入绝缘导线，可组成三相绕组。在转子上引出三相线，再连接转轴的集电环，通过电刷引出。通常而言，定子和工频电网能够直接连接，转子通过变换器与电网连接，以便于转子的交流励磁。 同时，双馈式发电机的成本较低、体积较小，调节方式为无功率调节，且抗电磁的干扰能力强，具有简便易行的特点。发电机励磁过程和供电网络没有直接联系，由转子即可直接完成所处电路。所以双馈式发电机的输出能量较为稳定，在工作过程中，电网通常不会发生较大的波动幅度。双馈式发电机系统利用电机

变速恒频双馈风力发电机主要优点和基本原理

变速恒频双馈风力发电机的原理和优点研究 变速恒频发电技术 变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。这一调速系统和变桨距调节技术环节结合起来，就构成了变速恒频风力发电系统。其调节方法是：起动时通过调节桨距控制发电机转速；并网后在额定风速以下，调节发电机的转矩使转速跟随风速变化，保持最正确叶尖速比以获得最大风能；在额定风速以上，采用失速与桨距双重调节、减少桨距调节的频繁动作，限 制风力机获取的能量，保证发电机功率输出的稳定性和良好的动态特性，提高传动系统的柔性。上述方式目前被公认为最优化的调节方式，也是未来风电技术开展的主要方向。其主要优点是可大范围调节转速，使风能利用系数保持在最正确值；能吸收和存储阵风能量，减少阵风冲击对风力发电机产生的疲劳损坏、机械应力和转矩脉动，延长机组寿命，减小噪声；还可控制有功功率和无功功率，改善电 能质量。尽管变速系统与恒速系统相比，风电转换装置中的电力电子局部比较复杂和昂贵，但本钱在大型风力发电机组中所占比例并不大，因而大力开展变速恒频技术将是今后风力发电的必然趋势。 目前，采用变速恒频技术的风力发电机组，由于采用不同类型的发电机，并辅之相关的电力电子变流装置，配合发电机进行功率控制，就构成了形式多样的变速恒频风力发电系统。主要有以下几类：鼠笼型异步发电机变速恒频风力发电系统、绕线式异步发电机变速恒频风力发电系统、同步发电机变速恒频风力发电系统、双馈发电机变速恒频风力发电系统。其中，由双馈发电机构成的变速恒频控制方案是在转子电路实现的，采用双馈发电方式，突破了机电系统必须严格同步运行的传统观念，使原动机转速不受发电机输出频率限制，而发电机输出电压和电流的频率、幅值和相位也不受转子速度和瞬时位置的影响，变机电系统之间的刚性连接为柔性连接。基于诸多优点，由双馈发电机构成的变速恒频风力发电系统已经成为目前国际上风力发电方面的研究热点和必然的开展趋势。

双馈式感应发电机(DFIG)说明

双馈式感应发电机（DFIG）简介 刘大明 双馈电机（或称为交流励磁电机），它早在四十年代就已经出现。随着电力电子技术和数字控制技术的发展，双馈电机在电气性能方面所具有的一系列优点和巨大的潜力，已经引起国内外的高度重视。双馈式感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG) 使用绕线式转子，由于电力可经由转子侧之电力转换器双向流动，因此发电机馈入电力系统的界面同时包括定子侧（Line side）及转子侧（Rotor side），其电力转换器功率仅为发电机额定功率之20~30%，故成本较低，而且发电机可变速范围可达同步转速之±30%，因此性能/价格比值最高，为目前大型风力发电机中最普遍采用之组态。全球前10大风力发电机制造商的产品中有六成以上的变速风力发电机采用双馈式感应发电机，本文将介绍双馈式感应发电机的基本原理与特性。 一、双馈式感应发电机（DFIG）基本原理 双馈式感应发电机（DFIG）是在同步发电机和异步发电机的基础上发展起来的一种新型发电机，其转子具有三相励磁绕组结构。当通以某一频率（转差频率）的交流电时，就会产生一个相对转子旋转的磁场，转子的实际转速加上交流励磁产生的旋转磁场所对应的转速等于同步转速，则在电机气隙中形成一个同步旋转磁场，在定子侧感应出同步频率的感应电势。从定子侧看，这与同步发电机直流励磁的转子以同步转速旋转时，在电机气隙中形成一个同步旋转的磁场是等效的。 双馈式感应发电机与一般感应发电机不同之处在于联接其转子侧之PWM脉宽调变电力转换器具有四象限之运转能力，电力转换器提供低频（转差频率）的交流电流(或电压)进行励磁，调节励磁电流(或电压)的幅值、频率、相位，来实现定子恒频恒压输出，其定子输出特性与同步发电机十分类似，所以有一些文献指出，双馈式感应发电机可以视为同步发电机与感应发电机之综合体。 从能量流动的特性来看，与采用直流励磁的同步发电机相比，同步发电机励磁的可调量只有直流励磁电流的幅值一个，所以同步发电机励磁一般只能对无效功率进行调节，而双馈式感应发电机，其励磁的可调量除了励磁电流的幅值外，还有励磁电流的频率和相位。通过改变励磁电流的频率可以改变发电机的转速，达到调速的目的；通过改变励磁电流的相位，来改变发电机的空载电势与电力系统电压向量之间的相对位置，从而改变发电机的功率角，可以调节发电机的有效功率。 一般感应电机(异步电机) : (1)在转子转速低于同步转速时，处于电动工作状态，(2)当转子转速高于同步转速时，处于发电工作状态，而对于双馈式电机来说，除了上述两种工作状态之外，还具有另外两种工作状态: (3)欠同步发电工作状态，(4)过同步电动工作状态。双馈式感应发电机之欠同步与过同步转速发电时之功率流向分别如图一(a)及图一(b)所示。其中，s为转差率，Ps为DFIG定子输出功率，Pg为DFIG输出至电力系统之功率。

双馈发电机原理讲解

一．双馈发电机原理讲解 二．风力发电机的主要类型 1．异步发电机 ●笼鼠式异步发电机 特点：应用于早期的风力发电机，离网型的小型发电机，构造简单，性能稳定，本钱低。 缺点：并网运行时，转速必须超过同步转速，在风速较小的时候效率很差。一般做成大小两个发电机，或者改变定子绕组以改变同步转速，按照风速段转换。 ●绕线转子异步发电机 特点：转子绕组外接电阻，在风速变化的时候，改变外接电阻的大小以控制输出的功率。风速大的时候多余的能量可以消耗在转子电阻上。 ●双馈异步发电机 特点：使用双馈变频器对转子进展交流励磁，随着转子物理转速的变化，改变交流励磁的交流电的频率，幅值，相序以及相位，以使定子输出的电压幅值和电流频率保持恒定，同时可以向电网输出感性或容性的无功。 2．同步发电机 ●永磁同步发电机 特点：转子由永磁材料制成，构造简单，不易损坏和维护方便，容量可以做到很大。转子可以做成很多级，这样可以使其同步转速降低，配合全功率变流器，在低风速的时候也可以发电。一般用于海上风机。 ●直流励磁同步发电机 特点：现在的水力和火力发电机组使用的形式，转子由直流励磁，改变励磁电流的大小，可以调节输出的功率大小和因数。

三． 双馈异步发电机原理 1． 旋转磁场 旋转磁场就是一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。从理论分析和实践证明，在对称三相绕组中流过对称三相交流电时会产生这种旋转磁场。 三相对称绕组就是三个外形、尺寸、匝数都完全一样、首端彼此互隔120º、对称地放置到定子槽内的三个独立的绕组 由电网提供的三相电压是对称三相电压，由于对称三相绕组组成的三相负载是 对称三相负载，每相负载的复阻抗都相等，所以，流过三相绕组的电流也必定是对称三相电流。 2． 旋转磁场的转速和转向 以异步电动机为例，说明旋转磁场的转速和方向同励磁电流的关系。 ① ωt=0 º时，合成磁场方向：向下 ② ωt=60º时，合成磁场方向顺时针转过60º。 ③ωt=120º时，合成磁场方向顺时针又转过60º，共120 º。 ④ωt= 180º时，合成磁场方向顺时针又转过60º，共180 º。 当三相对称电流通入三相对称绕组，必然会产生一个大小不变，且在空间以一定的转速不断旋转的旋转磁场。一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。 则160f n s =/P 〔转/分〕 旋转磁场的旋转方向由通入三相绕组中的电流的相序决定的。即当通入三相对称绕组的对称三相电流的相序发生改变时，即将三相电源中任意两相绕组接线互换，旋转磁场就会改变方向。 3． 变速恒频发电原理 () () ︒-=︒-==240sin 120sin sin t I i t I i t I i m C m B m A ωω ω