風力發電機變流器工作原理：變流器工作原理

　　導讀：本文主要介紹的是變流器的工作原理。變流器，顧名思義，就是使某些電量或特性發生變化的電氣設備，下面就隨小編一起學習一下變流器的工作原理吧~~~

　　本文引用

　　變流器是使電源系統的電壓、頻率、相數和其他電量或特性發生變化的電器設備。變流器包括整流器(交流變直流)、逆變器(直流變交流)、交流變流器(交流變頻器)和直流變流器(直流斬波器)。按控制方式分開環控制電路和閉環控制電路。

　　變流器除主電路外，還需有控制功率開關元件通斷的觸發電路和實現對電能調節、控制的控制電路，變流器的觸發電路包括脈沖發生器和脈沖輸出器兩部分。觸發電路按控制的功能可分為相控觸發電路、斬控觸發電路和頻控觸發電路。本電路采用正弦波的頻控電路不僅能控制逆變器的輸出電壓，還能改善輸出電壓的質量。

　　下面我們以風電變流器為例介紹其工作原理。此變流器采用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術，核心控制采用具有快速浮點運算能力的“雙DSP的全數字化控制器”。此系統具有輸入輸出功率因數可調、自動軟并網和最大功率點跟蹤控制功能。

　　功率模塊采用高開關頻率的IGBT功率器件，保證良好的輸出波形。這種整流逆變裝置具有結構簡單、諧波含量少等優點，可以明顯地改善雙饋異步發電機的運行狀態和輸出電能質量。這種電壓型交-直-交變流器的雙饋異步發電機勵磁控制系統，實現了基于風機最大功率點跟蹤的發電機有功和無功的解耦控制，是目前雙饋異步風力發電機組的一個代表方向。

　　變流器工作原理框圖如下圖所示：

　　拓展閱讀：

　　1.四象限變流器雙閉環電流控制的研究

　　2.一種三有源橋變流器的建模和控制

　　3.基于LCL濾波器的風力發電變流器設計

風力發電機變流器工作原理：風力發電機工作原理及原理圖

　　現代變速雙饋風力發電機的工作原理就是通過葉輪將風能轉變為機械轉距(風輪轉動慣量),通過主軸傳動鏈,經過齒輪箱增速到異步發電機的轉速后,通過勵磁變流器勵磁而將發電機的定子電能并入電網.如果超過發電機同步轉速,轉子也處于發電狀態,通過變流器向電網饋電.

　　最簡單的風力發電機可由葉輪和發電機兩部分構成,立在一定高度的塔干上,這是小型離網風機. 最初的風力發電機發出的電能隨風變化時有時無,電壓和頻率不穩定,沒有實際應用價值.為了解決這些問題,現代風機增加了齒輪箱、偏航系統、液壓系統、剎車系統和控制系統等.

　　齒輪箱可以將很低的風輪轉速(1500千瓦的風機通常為12-22轉/分)變為很高的發電機轉速(發電機同步轉速通常為1500轉/分).同時也使得發電機易于控制,實現穩定的頻率和電壓輸出.偏航系統可以使風輪掃掠面積總是垂直于主風向.要知道,1500千瓦的風機機艙總重50多噸,葉輪30噸,使這樣一個系統隨時對準主風向也有相當的技術難度.

　　風機是有許多轉動部件的,機艙在水平面旋轉,隨時偏航對準風向;風輪沿水平軸旋轉,以便產生動力扭距.對變槳矩風機,組成風輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉,以便適應不同的風況而變槳距.在停機時,葉片要順槳,以便形成阻尼剎車.

　　早期采用液壓系統用于調節葉片槳矩(同時作為阻尼、停機、剎車等狀態下使用),現在電變距系統逐步取代液壓變距.

　　就1500千瓦風機而言,一般在4米/秒左右的風速自動啟動,在13米/秒左右發出額定功率.然后,隨著風速的增加,一直控制在額定功率附近發電,直到風速達到25米/秒時自動停機.

　　現代風機的設計極限風速為60-70米/秒,也就是說在這么大的風速下風機也不會立即破壞.理論上的12級颶風,其風速范圍也僅為32.7-36.9米/秒.

　　風機的控制系統要根據風速、風向對系統加以控制,在穩定的電壓和頻率下運行,自動地并網和脫網;同時*齒輪箱、發電機的運行溫度,液壓系統的油壓,對出現的任何異常進行報警,必要時自動停機,屬于無人值守獨立發電系統單元.

　　一種新型的風力發電機原理圖

風力發電機變流器工作原理：風力發電機的工作原理圖

　　風力發電機的工作原理就是通過葉輪將風能轉變為機械轉距(風輪轉動慣量),通過主軸傳動鏈,經過齒輪箱增速到異步發電機的轉速后,通過勵磁變流器勵磁而將發電機的定子電能并入電網.如果超過發電機同步轉速,轉子也處于發電狀態,通過變流器向電網饋電.

　　最簡單的風力發電機可由葉輪和發電機兩部分構成,立在一定高度的塔干上,這是小型離網風機. 最初的風力發電機發出的電能隨風變化時有時無,電壓和頻率不穩定,沒有實際應用價值.為了解決這些問題,現代風機增加了齒輪箱、偏航系統、液壓系統、剎車系統和控制系統等.

　　齒輪箱可以將很低的風輪轉速(1500千瓦的風機通常為12-22轉/分)變為很高的發電機轉速(發電機同步轉速通常為1500轉/分).同時也使得發電機易于控制,實現穩定的頻率和電壓輸出.偏航系統可以使風輪掃掠面積總是垂直于主風向.要知道,1500千瓦的風機機艙總重50多噸,葉輪30噸,使這樣一個系統隨時對準主風向也有相當的技術難度.

　　風機是有許多轉動部件的,機艙在水平面旋轉,隨時偏航對準風向;風輪沿水平軸旋轉,以便產生動力扭距.對變槳矩風機,組成風輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉,以便適應不同的風況而變槳距.在停機時,葉片要順槳,以便形成阻尼剎車.

　　早期采用液壓系統用于調節葉片槳矩(同時作為阻尼、停機、剎車等狀態下使用),現在電變距系統逐步取代液壓變距.

　　就1500千瓦風機而言,一般在4米/秒左右的風速自動啟動,在13米/秒左右發出額定功率.然后,隨著風速的增加,一直控制在額定功率附近發電,直到風速達到25米/秒時自動停機.

　　現代風機的設計極限風速為60-70米/秒,也就是說在這么大的風速下風機也不會立即破壞.理論上的12級颶風,其風速范圍也僅為32.7-36.9米/秒.

　　風機的控制系統要根據風速、風向對系統加以控制,在穩定的電壓和頻率下運行,自動地并網和脫網;同時*齒輪箱、發電機的運行溫度,液壓系統的油壓,對出現的任何異常進行報警,必要時自動停機,屬于無人值守獨立發電系統單元.

　　一種新型的風力發電機原理圖

風力發電機變流器工作原理：風力發電機組變流器基本原理.pdf

　　1、雙饋型風力發電系統的運行原理

　　1、雙饋型風力發電系統的運行原理

　　11、、雙雙饋饋型型風風力力發發電電系系統統的的運運行行原原理理

　　雙饋型風力發電系統結構圖如圖1所示，由風輪機、齒輪箱、變槳結構、偏航機構、

　　雙饋電機、變流器、變壓器、電網等構成。其工作過程為：當風吹動風輪機轉動時，風輪機

　　將其捕獲的風能轉化為機械能再通過齒輪箱傳遞到雙饋電機，雙饋電機將機械能轉化為電

　　能，再經變流器及變壓器將其并入電網。通過系統控制器及變流器對槳葉、雙饋電機進行合

　　理的控制使整個系統實現風能最大捕獲，同時，通過對變槳機構、變流器及Crowbar保護電

　　路的控制來應對電力系統的各種故障。

　　雙饋異步發電機的定子與轉子兩側都可以饋送能量，由于轉子側是通過變頻器接入的低

　　頻電流起到了勵磁作用，因此又名交流勵磁發電機。雙饋異步發電機主機結構特點是：定子

　　與一般三相交流發電機定子一樣，具有分布式繞組；轉子不是采用同步發電機的直流集中繞

　　組，而是采用三相分布式交流繞組，與三相繞線式異步機的轉子結構相似。正常工作時，定

　　子繞組并入工頻電網，轉子繞組由一個頻率、幅值、相位都可以調節的三相變頻電源供電，

　　轉子勵磁系統通常采用交-直-交變頻電源供電。

　　風 輪 機

　　制 動 器

　　定子接觸器 變 壓 器 電 網

　　齒 輪 箱 D F IG

　　D F IG

　　DD FF IIGG

　　變 槳

　　機 構

　　變 流 器

　　偏 航 濾

　　機 構 波

　　Crowbar

　　Crowbar

　　CCrroowwbbaarr

　　變流器控制

　　系統控制器

　　圖1、雙饋風力發電系統結構圖

　　雙饋異步發電機在穩態運行時，定子旋轉磁場和轉子旋轉磁場在空間上保持相對靜止，

　　此時有如下數學關系表達式：

　　n=n ±n

　　1 r 2

　　f=p n ± f

　　1 r 2

　　60

　　n ?n n

　　s=1 r=± 2

　　n n

　　1 1

　　式中，n、n 、n 分別為定子電流產生磁場的旋轉速度、轉子旋轉速度和轉子電流產

　　1 r 2

　　生磁場相對于轉子的旋轉速度， f、 f 分別為

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