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双馈发电机原理简介

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  • 发布时间:2015/8/13 17:34:57
  • 作者:hb_yinhe

  双馈发电机原理上是一种绕线式转子电机,由于定子、转子都可以向电网馈电,所以称之为双馈发电机。双馈电机虽然属于异步机的范畴,但是由于其具有独立的励磁绕组,可以象同步电机一样施加励磁,调节功率因数,所以又称为交流励磁电机,也有称为异步化同步电机。

双馈发电机发电简介

  双馈发电机的定子绕组直接与电网相连,直接向电网发电。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,双馈发电机可以通过调节励磁电流幅值、改变励磁频率以及改变相位来调节功率。改变励磁频率可以充分利用转子的动能,减少对电网扰动。改变转子励磁的相位,可以对电机的功率角进行调节,所以交流励磁不仅可调节无功功率,还可以调节有功功率。

双馈发电机原理

  设双馈电机的定转子绕组均为对称绕组,电机的极对数为p,根据旋转磁场理论,当定子对称三相绕组施以对称三相电压,有对称三相电流流过时,会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场,这个旋转磁场的转速称为同步转速,它与电网频率及电机的极对数p的关系如下:

                                                                  (3-1)

  同样在转子三相对称绕组上通入频率为的三相对称电流,所产生旋转磁场相对于转子本身的旋转速度为:

                                                                (3-2)

  由式3-2可知,改变频率,即可改变,而且若改变通入转子三相电流的相序,还可以改变此转子旋转磁场的转向。因此,若设为对应于电网频率为50Hz时双馈发电机的同步转速,而n为电机转子本身的旋转速度,则只要维持,见式3-3,则双馈电机定子绕组的感应电势,如同在同步发电机时一样,其频率将始终维持为不变。

                                             (3-3)

  双馈电机的转差率,则双馈电机转子三相绕组内通入的电流频率应为:

                                                    (3-4)

  公式3-4表明,在异步电机转子以变化的转速转动时,只要在转子的三相对称绕组中通入转差频率(即)的电流,则在双馈电机的定子绕组中就能产生50Hz的恒频电势。所以根据上述原理,只要控制好转子电流的频率就可以实现变速恒频发电了。

双馈发电机的运行状态

  根据双馈电机转子转速的变化,双馈发电机可有以下三种运行状态:

01亚同步运行状态

  在此种状态下,由f2转差频率为的电流产生的旋转磁场转速n2与转子的转速方向相同,因此有

02超同步运行状态

  在此种状态下,改变通入转子绕组的频率为f2的电流相序,则其所产生的旋转磁场的转速n2与转子的转速方向相反,因此有

03同步运行状态

  在此种状态下,转差频率,这表明此时通入转子绕组的电流频率为0,也即直流电流,与普通的同步电机一样。