風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-05-30 04:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)三要素：（ 1）異步發(fā)電機(jī)（ 2）調(diào)速器（ 3）無功補(bǔ)償器30恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)31恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理 — 旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場(1) 向?qū)ΨQ三相繞組中通入對(duì)稱三相交流電流，可形成行波磁場；(2) 如果繞組分布在圓周上，則行波磁場為旋轉(zhuǎn)磁場；(3) 旋轉(zhuǎn)磁場在一個(gè)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。(4) 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序，轉(zhuǎn)速 n1取決于電流的頻率 f 和極對(duì)數(shù) p：—— 同步轉(zhuǎn)速32恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理 — 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)（ 1）定子三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，以同步轉(zhuǎn)速 n1 旋轉(zhuǎn)（ 2）旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 e和電流 i（ 3） i 在磁場中受力 f， 產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 T （ 4）若轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 nn1, 向 n1的方向旋轉(zhuǎn)， T為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 : 同步轉(zhuǎn)速 n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n的差與同步轉(zhuǎn)速 n1的比值， 稱為 轉(zhuǎn)差率 ，用 s表示，即 :n＝ (1－ s)n1或：33恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)狀態(tài)發(fā)電機(jī)狀態(tài) 電動(dòng)機(jī)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)用轉(zhuǎn)差率 s可以表示異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) !n＞ n1＞ 0s＜ 00＜ n＜ n10＜ s＜ 10 1n1 0ns籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)34恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的等值電路216。一相等值電路216。定子漏阻抗、轉(zhuǎn)子漏阻抗（折合）、勵(lì)磁阻抗216。轉(zhuǎn)子可變電阻反映發(fā)電機(jī)的負(fù)載狀況35恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電磁功率表述定子輸出功率：定、轉(zhuǎn)子銅損耗：電磁功率：鐵損耗：36恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的等值電路216。一相等值電路216。定子漏阻抗、轉(zhuǎn)子漏阻抗（折合）、勵(lì)磁阻抗216。轉(zhuǎn)子可變電阻反映發(fā)電機(jī)的負(fù)載狀況37恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率流程圖38恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)狀態(tài)： 0＜ n＜ n1 ， 0＜ s＜ 1發(fā)電機(jī)狀態(tài)： 0＜ n1＜ n ， s＜ 0軟特性 vs. 硬特性籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械特性曲線39恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn) （ 1） 無功補(bǔ)償： 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁消耗無功功率，皆取自電網(wǎng)。應(yīng)選用較高功率因數(shù)發(fā)電機(jī)，并在機(jī)端并聯(lián)電容； （ 由于負(fù)荷經(jīng)常變動(dòng)，固定電容難以做到完全補(bǔ)償。可能出現(xiàn)過補(bǔ)或欠補(bǔ)現(xiàn)象，造成電網(wǎng)電壓浮動(dòng)?？煽紤]在變電站加裝可控?zé)o功補(bǔ)償裝置 SVC）（ 2） 軟并網(wǎng)： 并網(wǎng)瞬間與異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)相似，存在很大的沖擊電流，應(yīng)在接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)并網(wǎng)，并加裝可控硅軟起動(dòng)限流裝置；40恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)（ 3） 過載能力： 發(fā)電機(jī)的機(jī)械特性曲線較硬，允許轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變動(dòng)范圍小，導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)換率偏低 。風(fēng)速不穩(wěn)時(shí)，風(fēng)電機(jī)組容易受到?jīng)_擊機(jī)械應(yīng)力 ； （ 軟特性發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子損耗較大，發(fā)熱嚴(yán)重 ）（ 4） 高效輕載： 絕大部分時(shí)間處于輕載狀態(tài)，要求發(fā)電機(jī)的效率曲線平坦，在中低負(fù)載區(qū)效率較高。 可考慮在輕載區(qū)，將定子繞組由角接改為星接，降低鐵耗。41恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)恒速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型雙速異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)（ 1） 變極雙速籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)方案 在同一臺(tái)發(fā)電機(jī)的定子鐵心中，埋設(shè)兩套不同極對(duì)數(shù)的電樞繞組（通常為 4/6極）。根據(jù)需要，可在兩套繞組切換，以獲得合適的運(yùn)行轉(zhuǎn)速。高速繞組角接，低速繞組星接，以降低輕載運(yùn)行時(shí)的鐵心磁密和損耗。（ 2） 大、小電機(jī)方案： 采用兩臺(tái)不同容量、不同極對(duì)數(shù)的單速籠型異步發(fā)電機(jī)同軸串聯(lián)。高速發(fā)電機(jī)角接，低速發(fā)電機(jī)繞組星接。根據(jù)需要，可在兩套繞組切換。與變極雙速方案相比，小電
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