、电路对称,气隙分布均匀。与绕线式感应电机的不同之处在于转子绕组增加了电刷和滑环。当采用交流励磁时,转子的转速与励磁频率有关,因此双馈发电机的内部电磁关系既不同于感应发电机又不同于同步发电机,而是同时具有二者的某些特点。双馈风力发电机系统的示意图如图2.2.1所示。图2.2.1双馈风力发电机系统示意图由图4.4.1可以看出,在双馈风力发电系统中,发电机的定子直接与电网侧相连接,转子侧采用三相对称绕组,经过交-直-交变流器与电网侧相连接,以提供发电机交流励磁,励磁电流的幅值、相位、频率均可变,其励磁频率为转差频率。其中交-直-交变流器由两组电压源PWM变换器组成,可实现四象限运行。一般情况下,电网侧变流器的主要任务是保证电流波形和功率因数满足要求以及保证直流母线电压的稳定,转子侧变流器的主要任务是调节有功功率,实现最大风能捕获以及为转子回路提供励磁,同时调节定子无功功率。风轮机采用变桨距控制,当风速小于额定风速时,桨距角为0°,变桨距装置不动作,采用最大功率跟踪策略来实现最大风能的捕捉;当风速增加到额定风速以上时,变桨距装置动作,桨距角逐渐变大,将发电机的输出功率限制在额定功率附近。但由于风轮机的转动惯量较大,因此,变桨距装置动作具有一定的时延。2.3双馈风力发电机的等效电路双馈式感应发电机T型等值电路如图2.3.1所示。规定各绕组电压、电流、磁链正方向如图所示并符合右手螺旋定则,图中参数为绕组折算后到定子侧的参数。图2.3.1双馈感应发电机的T型等效电路图2.4双馈风力发电机的功率关系双馈型变速恒频风电机组,其发电机的转子电路具有功率双向流动的能力,这使得发电机既能运行在次同步模式,也能够运行在超同步模式。双馈发电机的运行工况主要分为四种:次同步电动,次同步发电,超同步电动,超同步发电。在不同的运行工况具有不同的功率传递关系,下面从双馈发电机的等效电路来研究其功率平衡关系。
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