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双馈电机的概念、原理、控制简介

作者/来源:华人风电网   发表时间:2009-09-28 08:00:00

一、双馈电机的概念
    双馈是指有两个能量流动通道,普通交流机只有定子和电网之间能量流动,而双馈电机定子、转子都可以与电网交换能量,定子直接与电网连接,转子通过逆变器与电网连接,实现能量从定子和转子到电网的两个通道流动,所以叫双馈!
二、双馈电机的原理和优势
    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,一般用变频器供以低频电流。 
 
双馈电机励磁可调量有三个:
    1、可以调节励磁电流的幅值;
    2、是可以改变励磁电流的频率;
    3、是可以改变励磁电流的相位。(一般同步电机只可用调节幅值)
 
    双馈电机较同步电机和异步电机都有着更加优越的运行性能。因为 
    1、当电机吸收电网的无功功率时,往往功率角变大,使电机的稳定性下降。双馈电机可通过调节励磁电流的相位,减小机组的功率角,使机组运行的稳定性提高,从而可多吸收无功功率,克服由于晚间负荷下降,电网电压过高的困难。与之相比,异步发电机却因需从电网吸收无功的励磁电流,与电网并列运行后,造成电网的功率因数变坏。
    2、通过调节转子励磁电流的幅值和相位,可达到调节有功功率和无功功率的目的。而同步电机的可调量只有一个,即励磁电流的幅值,所以调节同步电机的励磁一般只能对无功功率进行补偿。
    3、通过改变励磁频率调节转速,利用转子的动能释放和吸收负荷,减小对电网的扰动。
三、双馈电机的控制
    风力发电机组的效率主要取决于风力机,二风力机的效率理论上说,取决于其气动曲线中的最佳周期比λ,从实际上说,则还要考虑电网的功率,换句话说,风力机的转速应该随风速和负荷变化实时调整。
风力机的控制手段:
    通过变频器控制器对逆变电路中功率器件的控制。可以改变双馈发电机转子励磁电流的幅值、频率及相位角,达到调节其转速、有功功率和无功功率的目的,既提高了机组的效率,又对电网起到稳频、稳压的作用。