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风力发电机变流器工作原理_罗茨鼓风机

时间:21-05-04  来源:锦工罗茨风机原创

风力发电机变流器工作原理:变流器工作原理

  导读:本文主要介绍的是变流器的工作原理。变流器,顾名思义,就是使某些电量或特性发生变化的电气设备,下面就随小编一起学习一下变流器的工作原理吧~~~

  本文引用

  变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备。变流器包括整流器(交流变直流)、逆变器(直流变交流)、交流变流器(交流变频器)和直流变流器(直流斩波器)。按控制方式分开环控制电路和闭环控制电路。

  变流器除主电路外,还需有控制功率开关元件通断的触发电路和实现对电能调节、控制的控制电路,变流器的触发电路包括脉冲发生器和脉冲输出器两部分。触发电路按控制的功能可分为相控触发电路、斩控触发电路和频控触发电路。本电路采用正弦波的频控电路不仅能控制逆变器的输出电压,还能改善输出电压的质量。

  下面我们以风电变流器为例介绍其工作原理。此变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术,核心控制采用具有快速浮点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”。此系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网和最大功率点跟踪控制功能。

  功率模块采用高开关频率的IGBT功率器件,保证良好的输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点,可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电能质量。这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控制,是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。

  变流器工作原理框图如下图所示:

  拓展阅读:

  1.四象限变流器双闭环电流控制的研究

  2.一种三有源桥变流器的建模和控制

  3.基于LCL滤波器的风力发电变流器设计

风力发电机变流器工作原理:风力发电机工作原理及原理图

  现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网.如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电.

  最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成,立在一定高度的塔干上,这是小型离网风机. 最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无,电压和频率不稳定,没有实际应用价值.为了解决这些问题,现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等.

  齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分).同时也使得发电机易于控制,实现稳定的频率和电压输出.偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向.要知道,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,叶轮30吨,使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度.

  风机是有许多转动部件的,机舱在水平面旋转,随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转,以便产生动力扭距.对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距.在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车.

  早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用),现在电变距系统逐步取代液压变距.

  就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在13米/秒左右发出额定功率.然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率附近发电,直到风速达到25米/秒时自动停机.

  现代风机的设计极限风速为60-70米/秒,也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏.理论上的12级飓风,其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒.

  风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制,在稳定的电压和频率下运行,自动地并网和脱网;同时*齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的油压,对出现的任何异常进行报警,必要时自动停机,属于无人值守独立发电系统单元.

  一种新型的风力发电机原理图

风力发电机变流器工作原理:风力发电机的工作原理图

  风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网.如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电.

  最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成,立在一定高度的塔干上,这是小型离网风机. 最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无,电压和频率不稳定,没有实际应用价值.为了解决这些问题,现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等.

  齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分).同时也使得发电机易于控制,实现稳定的频率和电压输出.偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向.要知道,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,叶轮30吨,使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度.

  风机是有许多转动部件的,机舱在水平面旋转,随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转,以便产生动力扭距.对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距.在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车.

  早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用),现在电变距系统逐步取代液压变距.

  就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在13米/秒左右发出额定功率.然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率附近发电,直到风速达到25米/秒时自动停机.

  现代风机的设计极限风速为60-70米/秒,也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏.理论上的12级飓风,其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒.

  风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制,在稳定的电压和频率下运行,自动地并网和脱网;同时*齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的油压,对出现的任何异常进行报警,必要时自动停机,属于无人值守独立发电系统单元.

  一种新型的风力发电机原理图

风力发电机变流器工作原理:风力发电机组变流器基本原理.pdf

  1、双馈型风力发电系统的运行原理

  1、双馈型风力发电系统的运行原理

  11、、双双馈馈型型风风力力发发电电系系统统的的运运行行原原理理

  双馈型风力发电系统结构图如图1所示,由风轮机、齿轮箱、变桨结构、偏航机构、

  双馈电机、变流器、变压器、电网等构成。其工作过程为:当风吹动风轮机转动时,风轮机

  将其捕获的风能转化为机械能再通过齿轮箱传递到双馈电机,双馈电机将机械能转化为电

  能,再经变流器及变压器将其并入电网。通过系统控制器及变流器对桨叶、双馈电机进行合

  理的控制使整个系统实现风能最大捕获,同时,通过对变桨机构、变流器及Crowbar保护电

  路的控制来应对电力系统的各种故障。

  双馈异步发电机的定子与转子两侧都可以馈送能量,由于转子侧是通过变频器接入的低

  频电流起到了励磁作用,因此又名交流励磁发电机。双馈异步发电机主机结构特点是:定子

  与一般三相交流发电机定子一样,具有分布式绕组;转子不是采用同步发电机的直流集中绕

  组,而是采用三相分布式交流绕组,与三相绕线式异步机的转子结构相似。正常工作时,定

  子绕组并入工频电网,转子绕组由一个频率、幅值、相位都可以调节的三相变频电源供电,

  转子励磁系统通常采用交-直-交变频电源供电。

  风 轮 机

  制 动 器

  定子接触器 变 压 器 电 网

  齿 轮 箱 D F IG

  D F IG

  DD FF IIGG

  变 桨

  机 构

  变 流 器

  偏 航 滤

  机 构 波

  Crowbar

  Crowbar

  CCrroowwbbaarr

  变流器控制

  系统控制器

  图1、双馈风力发电系统结构图

  双馈异步发电机在稳态运行时,定子旋转磁场和转子旋转磁场在空间上保持相对静止,

  此时有如下数学关系表达式:

  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 分别为定子电流产生磁场的旋转速度、转子旋转速度和转子电流产

  1 r 2

  生磁场相对于转子的旋转速度, f、 f 分别为

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