1、1.5MW风力发电机和变频器 主要内容1.交流发电机基础2.双馈发电机3.变频器交流发电机基础 导线切割磁力线运动时产生感应电流 任意点三相交流电流之和为零tNuinduind=感应电压N=绕组个数 =磁通 t =时间交流发电机基础结构和运行旋转的转子磁场在定子绕组感应出交流电压电压频率正比于转子旋转频率转子提供磁场定子提供三相绕组交流发电机基础转速，极对数和频率n=3000 min-1(f=50 Hz)n=1500 min-1(f=50 Hz)mins60pfnSpeed=frequencyNumber of pole pairsmin-1交流发电机基础异步电机 定子通3相交流电 定子磁场旋
2、转，在转子上感应出交流电 感应电动势推动转子旋转 转子速度不会超过定子转速，否则就没有感应电压 滑差正比于定转子转速差(相对运动)鼠笼和绕线式异步电动机机理异步电动机机理滑差滑差 SN=（ns nN）/ns交流发电机基础异步电动机左侧为亚同步运行方式，右侧为超同步运行方式方式1及2为电动运行方式，方式3及4为发电运行方式电机可运行在电动及发电状态，与电机运行速度无关。通过转子侧电流的频率，相位和幅值的控制，可取得所需的运行方式对于风机系统而言，发电机运行于方式3及方式4Torque0Mode 1Mode 2Mode 3Mode 4 sSpeed双馈电机运行方式双馈电机运行方式交流发电机基础同步
3、电机转子上有直流励磁绕组，所以需要外加励磁电源转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样凸极，隐极和永磁电机发电机基础变速运行的四种方式SN=1%SN=+/-10%SN=+/-33%双馈发电机运行原理 定子和电网相连接 变频器和转子相连，调整转子电流电压和频率，保证定子电压和频率与电网一致 额定功率:1540kW(pf=1)额定电压:690V 10%功率因数:-0.95(欠励)+0.9(过励).额定定子电流:1070A额定转子电流380A690V+/-10%,pf=0.9(过励)和1540kW条件下，转子电流不超过500A极数:4连接方式:定子角连接，转子Y连接转子堵转电压:2020V
4、+/-50V加热器750W，供电220VAC 润滑方式：Lincoln自润滑 效率：96.5%电机重量：7400kg 转动惯量：95kgm2 温升H级设计，115K 同步转速/额定转速:1500/1800 rpm 冷却方式:空空 编码器：Leine&Linde of 862-228157-2048 超速:发电机能够连续运行在2000 rpm.发电机经过2380 rpm 2分钟的超速试验 轴承：SKF6332绝缘轴承双馈发电机主要数据双馈发电机运行方式 次同步，同步，超同步转子转速可以在 33%的同步转速范围波动超同步次同步同步 变频器通过改变转子侧的电压幅值，频率和相位，改变转子交流励磁电流，
5、从而改变定子电流，改变转矩，最终改变功率和有功无功的分配 转子的交流电频率和要求的滑差一致 这样在定子侧就可以感应出50HZ的交流电转子位置旋转磁场双馈发电机运行方式 次同步，同步，超同步所以转子10HZ的旋转磁场可以保证定子50HZ的频率双馈发电机次同步超同步次同步同步N=1200rpm1500-1200=300rpm 10HZ双馈发电机次同步运行的功率流动双馈发电机超同步运行例子:速度 n=1800rpm 1500-1800=-300rpm-10HZ所以转子-10HZ的旋转磁场可以保证定子50HZ的频率双馈发电机超同步运行的功率流动n(rpm)P(kW)Ps(kW)Pr(kW)100031
6、8495-1771100419587-1681200540689-1491300682799-117150110411047-616001268119870170015281361167180015451299246190015451231314200015451169376双馈发电机功率流动计算Pg 发电机总功率Ps 定子功率Pr 转子功率T 输入转矩Wm 转子角速度Ws 同步角速度双馈发电机功率曲线曲线要满足最佳功率捕获双馈发电机-0.950.9功率因数的实现 双馈发电机通过调整变频器的转子励磁电流的幅值和相位，达到调整功率因数的目的 E0的幅值大于电网电压V的幅值时，系统处于过励发无功状
7、态 E0的幅值小于电网电压V的幅值时，系统处于欠励吸无功状态过励状态过励状态-发无功发无功欠励状态欠励状态 吸收无功吸收无功双馈发电机外形图双馈发电机 整机整机转子双馈发电机端子箱和编码器林肯自动润滑双馈发电机定子接线箱和辅助接线箱编码器Leine&Linde 862-228157-2048双馈发电机变频器 功能框图双馈发电机变频器模块介绍 IGBT 功率模块 Crow Bar 保护转子超压 dv/dt 滤波器 保护转子绕组绝缘 平波电抗器 抑制网侧变频器输出电压 电网滤波器 减少谐波污染额定容量770KVA主电源电压690V10%主电源频率50/60HZ 1%效率98%电源侧额定电流NPR305A电源侧最大电流NPR510A机器侧额定电流MPR580A机器侧最大电流MPR640A冷却方式 强迫空冷
