全功率變流器風(fēng)電機(jī)組的工作原理及控制策略-wenkub
2023-07-10 04:17:15 本頁面
【正文】 電動(dòng)勢，為負(fù)載電流，為一相端電壓，為定子繞組一相的電阻，為同步電機(jī)的同步電抗。因此三相電勢也在時(shí)間上相差120176。同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中流過直流電流時(shí)，產(chǎn)生磁極磁場或稱為勵(lì)磁磁場。同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子基木上是一個(gè)大的電磁鐵。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場，并且可以由勵(lì)磁繞組進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要包括轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組、滑環(huán)等。根據(jù)所選的控制策略，電網(wǎng)側(cè)變換器也用來控制功率因數(shù)或支持電網(wǎng)電壓。這兩個(gè)變頻器分別為電網(wǎng)側(cè)變換器和發(fā)電機(jī)側(cè)變換器。齒輪箱變速比的增加，給兆瓦級風(fēng)電機(jī)組變速箱的設(shè)計(jì)和制造提出了挑戰(zhàn)。第五章 全功率變流器風(fēng)電機(jī)組的工作原理及控制策略 全功率變流器風(fēng)電機(jī)組的工作原理 2 2 2 5 15 全功率變流器風(fēng)電機(jī)組變流器 16 電機(jī)側(cè)變流器控制策略 18 電網(wǎng)側(cè)變流器控制策略 19 全功率變流器風(fēng)電機(jī)組的工作原理隨著現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組的額定功率呈現(xiàn)上升趨勢，風(fēng)輪槳葉長度逐漸增加而轉(zhuǎn)速降低。風(fēng)電機(jī)組功率及變速箱變速比增大時(shí)，其尺寸、重量及摩擦磨損也在增加。發(fā)電機(jī)側(cè)變換器接受感應(yīng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的有功功率，并將功率通過直流環(huán)節(jié)送往電網(wǎng)側(cè)變換器。發(fā)電系統(tǒng)使用的同步發(fā)電機(jī)絕大部分是三相同步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)一般分為兩類，一類是用直流發(fā)電機(jī)作為勵(lì)磁電源的直流勵(lì)磁系統(tǒng)，另一類是用整流裝置將交流變成直流后供給勵(lì)磁的整流勵(lì)磁系統(tǒng)。磁極有凸極和隱極兩種結(jié)構(gòu)。原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，主磁場同轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，就得到一個(gè)機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場。電角度。通常定子繞組的電阻比同步電抗小很多，因此可以忽略。隱極同步發(fā)電機(jī)的等效電路與簡化的向量圖攻角特性：在忽略電樞電阻的情況下，根據(jù)電機(jī)學(xué)理論，同步發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率等于輸出的有功功率其中，為發(fā)電機(jī)的相數(shù)。當(dāng)176。對于發(fā)電機(jī)而言，是勵(lì)磁電動(dòng)勢超前于端電壓的時(shí)間角；從空間上，可看作轉(zhuǎn)子磁極軸線與電樞等效合成磁極軸線之間的空間角。如果再增加來自原動(dòng)機(jī)的輸入功率，則無法建立新的平衡，電機(jī)轉(zhuǎn)速將繼續(xù)上升而失速。在正常勵(lì)磁基礎(chǔ)上增加勵(lì)磁電流，稱為過勵(lì)。在正常勵(lì)磁時(shí)，發(fā)電機(jī)只輸出有功功率。在下圖中展示了內(nèi)定子的構(gòu)造，內(nèi)定子由硅鋼片疊成，與常見的外定子相反，其線圈槽是開在鐵芯圓周的外側(cè)。 按多極發(fā)電機(jī)的原理，磁極的布置如下圖 把外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸安裝在定子機(jī)座的軸承上 在實(shí)際風(fēng)力機(jī)制造中往往把外轉(zhuǎn)子磁軛直接與風(fēng)輪輪轂（包括輪轂外罩）制成一體，使結(jié)構(gòu)更緊湊。 在定子線槽內(nèi)分布著定子繞組，按三相布置連接。 把轉(zhuǎn)子與定子擺在一起 安裝上左右端蓋，下圖為組裝好的永磁中間定子盤式發(fā)電機(jī)。下圖是一個(gè)盤式定子，由于盤式發(fā)電機(jī)的通過定子繞組的磁力線是軸向走向，在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)是繞軸運(yùn)行的，所以定子的硅鋼片是繞制的，在一側(cè)有繞組的嵌線槽。 每塊磁鐵的磁極在轉(zhuǎn)子的兩面， 下圖表示了磁力線在轉(zhuǎn)子與定子間的走向， 下圖是轉(zhuǎn)子與定子的布置圖 先把左定子固定在左端蓋中，再裝上轉(zhuǎn)子， 把右定子固定在右端蓋中，左右端蓋扣緊固定，發(fā)電機(jī)就組裝好了，下圖為發(fā)電機(jī)外觀圖。但是EESG需要為勵(lì)磁繞組提供空間，會(huì)使電機(jī)尺寸更大，轉(zhuǎn)子繞組直流勵(lì)磁需要滑環(huán)和電刷。電磁功率與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為 全功率變流器風(fēng)電機(jī)組變流器電力電子變流器作為風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)的接口，作用非常重要，既要對風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制，又要向電網(wǎng)輸送優(yōu)質(zhì)電能，還要實(shí)現(xiàn)低電壓穿越等功能；隨著風(fēng)力發(fā)電的快 速發(fā)展和風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大，變流器的容量也要隨之增大，因此大容量多電平變流器也開始得到應(yīng)用，以下將對一些典型變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行討論。背靠背雙PWM變流器是目前風(fēng)電系統(tǒng)中常見的一種拓?fù)?，國?nèi)外對其研究較多，主要集中在變流器建模、控制算法以及如何 提高其故障穿越能力等方面。國外Enercon公司的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)e82(2mw)、國內(nèi)合肥陽光電源的小型并網(wǎng)風(fēng)力機(jī)變流器使用這
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