repower風力發(fā)電機及其系統(tǒng)培訓(xùn)-wenkub
2023-01-25 14:50:20 本頁面
【正文】 ； （ 7）雙向變流器結(jié)構(gòu)和控制較復(fù)雜； （ 8）電刷與滑環(huán)間存在機械磨損?？奢敵龇?、頻率、相位和相序均可控的電壓 ,諧波含量較小 . ? 缺點 :換流過程不允許兩個開關(guān)同時導(dǎo)通或同時關(guān)斷 ,實現(xiàn)比較困難 風力發(fā)電系統(tǒng)簡圖 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) 基于 IGBT（絕緣柵雙極晶閘管）技術(shù)的 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) 交直交雙向功率變換器 ? 大的機側(cè)小的網(wǎng)側(cè) 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? IGBT原理圖 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) 交直交雙向功率變換器 ?兩套 PWM控制型三相開關(guān)橋“背靠背”，中間存在電容支撐的直流母線； ?在任一時刻，一套三相橋處于脈沖整流狀態(tài)；而另一套處于逆變狀態(tài)； ?發(fā)電機側(cè)三相開關(guān)橋采用定子磁場定向矢量控制和空間電壓矢量 PWM控制方法； ?電網(wǎng)側(cè)三相開關(guān)橋采用電網(wǎng)電壓定向矢量控制和空間電壓矢量 PWM控制方法； ?可實現(xiàn)發(fā)電機輸出的有功和無功功率解耦控制。無直流濾波 ,變頻效率高 。異步電機無法改變功率因數(shù) 。 （ 2）利用風輪作為慣性儲能元件，吞吐伴隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化形成的動能，提高風能利用率； （ 3）電力電子主回路結(jié)構(gòu)簡單，不需要大功率電源。應(yīng)選用較高功率因數(shù)發(fā)電機，并在機端并聯(lián)電容； （ 2） 絕大部分時間處于輕載狀態(tài)，要求在中低負載區(qū)效率較高，希望發(fā)電 機的效率曲線平坦； （ 3）風速不穩(wěn)，易受沖擊機械應(yīng)力，希望發(fā)電機有較軟的機械特性曲線，Ｓ max絕對值要大 ； （ 4）并網(wǎng)瞬間與電動機起動相似，存在很大的沖擊電流，應(yīng)在接近同步轉(zhuǎn)速時并網(wǎng)，并加裝軟起動限流裝置； 典型風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 定速籠型異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 轉(zhuǎn)子電流受控的異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 轉(zhuǎn)子電流混合控制的異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 變速籠型異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 電勵磁直驅(qū)同步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 永磁直驅(qū)同步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 混合勵磁直驅(qū)同步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 橫向磁通永磁同步風力發(fā)電機系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子電流受控的異步風力發(fā)電機系統(tǒng) (Rotor Current Control， RCC) 定義： 轉(zhuǎn)子電流控制技術(shù)是指通過電力電子開關(guān)和脈寬調(diào)制（ PWM） 來控制繞線型異步發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流的一項技術(shù)。2E?39。 ?如果三相繞組分布在一個圓周上，則旋轉(zhuǎn)磁場作旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)磁場在一個圓周內(nèi)，呈現(xiàn)出的磁極（ N、 S極）數(shù)目稱為極數(shù)，用 2P表示。2I?0I?21Rss???一相等值電路 ?定子漏阻抗、轉(zhuǎn)子漏阻抗（折合）、勵磁阻抗 ?轉(zhuǎn)子可變電阻反映發(fā)電機的負載狀況 鐵損和銅損 ? 鐵損：電機的鐵損包括磁滯損失和 渦流損失兩部分，電機空載時所消耗的功率。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征： （ 1）采用變槳風力機； （ 2）采用繞線型異步發(fā)電機，但沒有滑環(huán)； （ 3）采用旋轉(zhuǎn)開關(guān)器件斬波控制轉(zhuǎn)子電流，動態(tài)調(diào)整發(fā)電機的機械特性。 缺點： 旋轉(zhuǎn)電力電子開關(guān)電路檢修、更換困難。異步電機的轉(zhuǎn)速隨負荷變化而變化 。 ? 缺點 :變壓器始終吸收無功、功率因數(shù)低 。 雙饋異步風力發(fā)電機的運行原理 ?引入轉(zhuǎn)子交流勵磁變流器，控制轉(zhuǎn)子電流； ?轉(zhuǎn)子電流的頻率為轉(zhuǎn)差頻率，跟隨轉(zhuǎn)速變化； ?通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流的相位，控制轉(zhuǎn)子磁場領(lǐng)先于由電網(wǎng)電壓決定的定子磁場，從而在轉(zhuǎn)速高于和低于同步轉(zhuǎn)速時都能保持發(fā)電狀態(tài)； ?通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流的幅值，可控制發(fā)電機定子輸出的無功功率； ?轉(zhuǎn)子繞組參與有功和無功功率變換，為轉(zhuǎn)差功率，容量與轉(zhuǎn)差率有關(guān)。 典型風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 定速籠型異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 轉(zhuǎn)子電流受控的異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 轉(zhuǎn)子電流混合控制的異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 變速籠型異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 電勵磁直驅(qū)同步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 永磁直驅(qū)同步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 混合勵磁直驅(qū)同步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 橫向磁通永磁同步風力發(fā)電機系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子電流混合控制的異步風力發(fā)電機系統(tǒng) 1 電 網(wǎng)V T 1 V T 3 V T 5V T 4 V T 6 V T 2V T 7 V T 85 多 功 能 變 換 器8R4 變 壓 裝 置2 雙 饋 電 機3 繞 線 轉(zhuǎn) 子6 整 流 器7 星 點 短 接 及 保 護 裝 置 混合控制 雙饋＋斬波 轉(zhuǎn)子電流混合控制的特點 ? 優(yōu)點： （ 1）簡化了主回路結(jié)構(gòu)和控制策略，成本低； （ 2）兼具雙饋控制和 RCC控制的優(yōu)點。 因此 ， 同步風力發(fā)電機已成為中小容量風力發(fā)電機組的首選機型 。 直接驅(qū)動同步風力發(fā)電機 同步風力發(fā)電機的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 定子鐵心 定子繞組 發(fā)電機轉(zhuǎn)子 同步風力發(fā)電機的基本工作原理 同步發(fā)電機原理：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 ? 風力機拖著發(fā)電機的轉(zhuǎn)子以恒定轉(zhuǎn) 速 n1相對于定子沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)； ? 安放于定子鐵心槽內(nèi)的導(dǎo)體與轉(zhuǎn)子 上的主磁極之間發(fā)生相對運動 ； ? 根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，相對于磁
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