双馈发电机工作原理（精选6篇）
篇1：双馈发电机工作原理
双馈发电机工作原理 双馈风力发电机是时下应用比较广泛的风机，它的特殊之处在于其定子绕组和转子绕组都直接或间接地与电网相连，定子侧绕组产生的工频交流电直接馈入电网，转子侧的功率通过整流逆变装置上网。与一般的异步发电机相比，双馈风机允许发电机转速在一定范围内波动，因为转子侧（相当于励磁绕组）中电流的大小和频率可以通过整流逆变装置进行调节，从而在转速发生变化的情况下，维持定子侧输出功率频率的恒定。
暂态建模资料
摘要
随着风力发电并网容量的快速增加，风电接入对电网运行性能的影响越加 明显。联网运行双馈感应风电机组的运行特性对电网的安全稳定运行有着重要 的影响。
本文对联网运行双馈感应风电机组的仿真建模、运行控制及模型的有效性 进行了研究分析，主要包括以下内容：
分析了两相同步旋转坐标系下双馈感应风电机组数学模型的特点，建立了 双馈感应风电机组联网运行电磁暂态模型，对不同运行条件下双馈感应风电机 组的运行特性进行了仿真模拟，深入了解了双馈感应风电机组的联网运行特性。建立了联网运行双馈感应风电机组运行控制策略，在此基础上，构建了控 制系统传递函数模型，分析了PI控制器参数选择对控制系统性能的影响，提出 了PI控制器参数设置的方法。
提出了电网发生对称性故障时双馈感应风电机组的短路电流计算简化模
型，为评估双馈感应风电机组短路对电网继电保护装置的影响提供了有效的计 算模型。
设计了风电机组联网短路试验方案，分析了短路试验数据识别出风电机组
厂家未提供的风电机组撬杠保护动作值，并仿真重现了风电机组联网短路试验，仿真数据与试验数据相吻合，验证了所构建系统模型和仿真系统的有效性。研究现状
由于风能是一种随即性很强的一种能源，不能像火力发电、水力发电那样 可以预先调度，因此大规模的风力发电的接入对电网的经济、安全、稳定运行 带来了诸多不利的影响，对系统调频、调压、调峰带来了困难。同时由于风电 机组大多包含有对运行条件要求很高的电力电子变流器，在一些运行方式下电 网的扰动对风电机组的正常运行也会带来一定的影响，严重时可能会引起风电 机组跳闸，造成电网功率大幅波动，威胁着电网的运行安全，而从系统持续运 行的角度考虑，通常希望风电机组具有一定的故障穿越能力，能够在一定的故 障情况下持续联网运行，因此对联网运行风电机组的运行特性，需要进行深入 的研究。
目前联网运行的风电机组可分为恒速恒频风电机组(CSCF)及变速恒频风 电机组(VSCF)两种，恒速恒频风电机组是指在发电过程中保持转速不变的风
电机组，所采用的发电机主要是同步发电机及鼠笼式感应发电机，前者运行于同步转速，后者工作转速稍高于同步转速。变速恒频风电机组是指发电过程中
发电机转速根据风速不同做出改变的风电机组，通常有：鼠笼式异步发电机变 速恒频风力风力发电系统，交流励磁双馈感应发电机风力发电系统，无刷双馈 发电机变速恒频风力发电系统，直驱型变速恒频风力发电系统。由于变速恒频 风电机组具有较高的风能利用效率，较恒速恒频风电机组而言具有一定的优势。其中双馈感应风电机组由于所需变流器的容量较小，成为目前最广泛采用的风 力发电技术。
建模
双馈感应风电机组是一种变速恒频风力发电机组，由于其具有在宽风速范 围内有着较高风能利用效率、有一定的无功功率调节能力，所需变流器容量较 小等特点，成为目前主流的风力发电机组。本章介绍了双馈感应风电机组的数 学模型，并分析了其数学模型的特点。
篇2：双馈发电机工作原理
上一篇：火力发电原理及设...下一篇：贯流式机组安装工...|返回日志列表
[转] 转载：发电机工作原理 [图片]分享 复制地址 日志地址:
发电机工作原理xs
<一> 发电机概述
发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。<二>发电机的分类可归纳如下：
发电机分：直流发电机和交流发电机
交流发电机分：同步发电机和异步发电机(很少采用)
交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。
<三>发电机结构及工作原理
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
〃 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
〃 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
〃 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。
〃 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。
直流发电机的工作原理
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转，因此，必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线
圈中的感应电动势的方向是交变的．线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势)。因为，电枢在转动过程中，无论电枢转到什么位置，由于换向器配合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始终有正极性。同样道理，电刷B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。
从基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可工作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机，如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机，能作电动机或作发电机运行的这种原理．在电机理论中称为可逆原理。
汽轮发电机原理
蒸汽机利用高温高压的蒸汽膨胀做功，通过连杆、曲柄将活塞的往复运动转变为主轴的旋转运动，带动发电机发电。
蒸汽轮机是用蒸汽来推动轮机转动的，它运转的基本原理和常见的风
车相似，蒸汽轮机是由一个中央很厚的钢盘及钢盘外沿有很多密排的叶片组成的主体结构。从锅炉里出来的高压过热蒸汽从喷嘴喷到叶片上时，轮机就转动起来，蒸汽速度越大，轮机转动得越快（也就是蒸汽的内能在喷射中变成蒸汽的动能，它的动能又转变为机轴旋转的机械能）。
水轮发电机的安装结构形式通常由水轮机的型式确定。主要有以下几种型式:
1)卧式结构 卧式结构的水轮发电机通常有冲击式水轮机驱动。
2)立式结构 国产水轮发电机组广泛采用立式结构。立式水轮发电机组通常由混流式或轴流式水轮机驱动。立式结构又可分为悬式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬式,位于转子下部的统称为伞式。
3)贯流式结构 贯流式水轮发电机组由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式。它的主要特征是转轮轴线采取水平或倾斜布置,并与水轮机进水管和出水管水流方向一致。贯流式水轮发电机具有结构紧凑,重量轻的优点,广泛用于低水头的电站中。
新型水冷式交流发电机原理和应用
水冷式交流发电机利用水来代替风扇进行冷却。交流发电机主要的发热部位是定子，水冷式交流发电机重点冷却部分就是定子及线圈绕组。发电机的前端盖和后端盖用铝材制造，开有水道槽。定子及线圈绕组用合成树脂固定密封，定子与转子之间有铝质围板与水道隔离。
水道与进水管和出水管连通，进水管和出水管分别与发动机冷却水系统连通。
这样，当发动机运转时，冷却水在发动机水泵的带动下循环流动，通过发电机壳体，可以有效地冷却定子线圈绕组、定子铁芯，同时也冷却转子、内藏式调节器和轴承等其它发热零部件。
水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比，内部构造复杂了，防漏密封要求提高了，成本也会增加。同时因联接水管的问题，安装布置也受到诸多限制，自由度减少了。但是，水冷式交流发电机的发电及低噪声性能，是风冷式交流发电机无法比拟的。
首先，水冷式交流发电机具有良好的低速充电特性。我们知道，在交流发电机的电流特性曲线上有一个“拐点”，即超过所谓“0安培速度”之后才会有电流产生，电流上升到一定程度才能充电。在哪个转速以上才出现“拐点”和达到可充电电流与励磁电流的大小相关。由于水冷式交流发电机大幅度抑制了定子、转子及调节器的温升，可以相应提高励磁电流，励磁电流越大输出电压也越高，因此当水冷式交流发电机低速转动时也会有良好的充电表现，这种低速充电性能对城市用车的正常使用相当重要。
第二，水冷式交流发电机具有低噪声。由于省略了风扇，所以不存在发电机风扇发出的噪声。据介绍在3500转/分时，水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比，噪声要低15分贝。
水冷式交流发电机的优点被看好，认为是汽车发电机的发展方向。有人认为在12伏特汽车中，2500瓦以下适宜用风冷式交流发电机，2500
篇3：双馈发电机工作原理
交流励磁双馈电机变速恒频风力发电技术是目前最有前景的风力发电技术之一,其优点为[1,2]:通过交流励磁变流器装置中的转子侧变流器实现有功、无功解耦控制及速度控制、频率控制完成变速恒频功能,同时通过网侧变流器实现功率因数为1、直流母线电压稳定。与其他类型的机组相比最大优点是整个系统所需变流器容量小,从而大大降低了成本。近年来,国际风电技术领域的主要动向是从DFIG风电机组的正常运行转向电网故障下的运行,目前已有很多文章研究了电网电压故障条件下双馈电机的控制策略[3,4,5],其中大部分文献[6,7]从保护变流器和发电机本身出发,提出了相应的解决办法,很少从控制系统稳定性的角度出发提出相应解决方案。
对双馈电机来说,常用且实用的方法有定子磁场定向矢量和电网电压定向矢量控制[8,9]。其中,以同步旋转角速度ω1进行的间接磁场定向控制,实现了双馈发电机的稳态矢量解耦控制。然而,在动态过程中,或者由于定子侧参数的变化,给定的θ1与实际的角度有偏差,依然按θ1进行磁场定向控制,则不能保证基准轴d与定子磁链Ψ1的相位一致。此情况的出现破坏了定子磁链d轴分量应为零的矢量控制成立条件。从而影响了整个控制系统的稳定性、可靠性,也有可能造成控制系统失效。无法完成变速恒频风力发电机的相应功能。为此,本文提出了一种定子磁场相位自动补偿的方法。并与定子磁场定向矢量控制相结合实现了对双馈发电机的控制。
2 定子磁链相位偏差补偿原理
以同步旋转角速度ω1进行的间接磁场定向控制,实现了双馈发电机的稳态矢量解耦控制。然而,在动态过程中即电网电压跌落过程中,或者由于定子侧参数的变化,会引起给定的θ1与实际的角度有偏差。如果依然按θ1进行磁场定向控制,则不能保证基准轴d与定子磁链Ψ1的相位一致。此情况的出现破坏了定子磁链d轴分量应为零的矢量控制成立条件。为此,必须进行控制基准轴的修正。
由图1可见,当控制基准轴d与定子磁链Ψ1的相位不一致时,将存在定子磁链的d轴分量Ψsq,实际d′轴与d轴间偏移角为Δθ。并以θ1=θ1+Δθ对d轴修正,使定子磁链相位偏差得到补偿,保证矢量控制条件成立。
下面详细地推导定子磁链相位偏差补偿原理。由双馈发电机的数学模型得电压方程:
磁链方程:
把式(1)和式(2)中定子磁链代入式(3)得
令实际值与指令值为
把式(5)代入式(4)得
将Ψ*sq=0的矢量控制条件及Ψ*sd=Ψs=const代入式(6)得
在定子磁链定向控制条件下,转子侧电压指令值为
把式(5)代入式(8)得
式(7)与式(9)联立及d轴磁链变化缓慢,因此可近似认为pΔΨsd=0。
由图1得定子磁链的相位偏差角为
由于Δθ的变化幅度很小,式(11)亦可写为
这样不断地进行定子磁链相位偏差的修正,使d轴与定子磁链Ψ2的方向一致。
由式(12)以及电压与磁链的关系可知,当电网电压跌落时,电网电压的变化一定引起发电机定子磁链的变化,在整个跌落过程中根据式(12)不断地计算定子磁链相位偏差Δθ,适时地补偿实际的电网角度θ1,保证基准轴d与定子磁链Ψ1的相位一致。
3 定子磁链定向矢量控制
当同步旋转坐标系的d轴定向于定子磁链矢量Ψs时,有:
将式(13)代入式(2)的1,2行得
将式(14)代入式(2)的3,4行并令得到转子磁链
式(2)中转子磁链方程代入式(1)中的转子电压方程得
同时由于电网电压稳定,式(16)简化为
再把式(15)代入式(17)得
上式可作为电流内环控制器设计依据。
在此情况下,控制系统框图如图2所示。
4 实验和仿真结果
为了验证所提出的定子磁场角度补偿原理及磁场定向控制策略的正确性,使用了PSIM6.0建立了1台1.5MW变速恒频风力发电系统的仿真模型,仿真中双馈电机和变流器参数如下。
DFIG参数:额定功率1 650kW,定子额定电压690V/50Hz,极对数pn=2,同步转速n1=1 500r/min,转子漏电感Lr=0.407 44mH,转子漏电感加滤波电感Lrr=0.414 89mH,定子漏电感Ls=10.392 82mH,励磁电感Lm=10.185 92mH。
变流器参数:网侧变流器电流额定有效值为250A,发电机侧变流器额定电流有效值为750A,定子额定电压690×(1±0.1)V,直流母线电压为1 000～1 100V,最大转子侧电压有效值700V,IGBT开关频率3kHz,功率因数±0.95,转差率范围±20%。
我们搭建了一个背靠背变速恒频风力发电系统平台(见图3)。本系统采用双DSP(TMS320LF2812)结构的控制电路,一个控制网侧变流器,另一个控制转子侧变流器,发电机并网控制正是通过转子侧变流器DSP来实现,发电机为2台1.5MW双馈异步发电机,其中左边的1台作为原动机模拟现场的风力,右边1台作为发电机向电网供电。
电网故障条件下仿真波形如图4、图5所示,实验波形如图6、图7所示。
图4为电网电压发生三相对称故障时,当电网幅值跌落发生在0.1s,跌落过程为0.2s,0.3s时跌落至电网幅值的85%。在0.8s时电网电压恢复正常。
在电网电压跌落过程中,电网角度θ1补偿曲线如图5所示,在0.1s开始对电网角度θ1进行跟踪,0.3s完成θ1的锁定。
最后给出在电网对称故障下,转子侧变流器输出三相电流波形如图6、图7所示。从图6、图7中可看出对定子磁场补偿后,控制系统输出电流波形得到比较大的改善。
5 结论
本文通过双馈电机的数学模型,推导了定子磁链相位角度补偿原理,并将该原理应用于定子磁场定向的矢量控制方法中,仿真和实验结果表明,该方案有效地对定子磁链角度进行补偿,提高了控制系统抗干扰的能力及改善控制系统的稳态、动态性能,从而证明了该补偿原理的正确性。
参考文献
[1]Lie Xu.Direct Active and Reactive Power Control of DFIG for Wind Energy Generation[J].IEEE Trans.Energy Con-vers,2006,21(3):753-756.
[2]王伟,孙明冬,朱晓冬.双馈式风力发电机低电压穿越技术分析[J].电力系统自动化,2007,31(23):84-89.
[3]徐凤星,刘连根,盛建科,等.双馈风力发电机网侧变流器的一种新型并网控制研究[J].电气传动,2010,40(2):18-21.
[4]Michael Hughes F,Olimpo Anaya-Lara,Nicholas Jenkins,et al.A Power System Stabilizer for DFIG-based WindGeneration[J].IEEE Trans.Power Syst,2006,21(2):743-762.
[5]谭剑中,李圣清,徐凤星,等.电网故障下PWM整流器在风机中的应用[J].电力电子技术,2010,50(4):50-56.
[6]Eduard Muljadi,Butterfield C P,Brian Parsons,et al.Effectof Variable Speed Wind Turbine Generator on Stability of aWeek Grid[J].IEEE Trans.Energy Convers,2007,22(1):29-36.
[7]徐凤星,刘连根,盛建科,等.双馈发电机并网控制及稳态运行研究[J].电力电子技术,2010,40(5):56-62.
[8]Shibashis Bhowmik,Rene Spee,Ensdia J H R.PerformanceOptimization for Doubly Fed Wind Power Generation Sys-tems[J].IEEE Transactions on Industry Applications,2004,24(3):949-958.
篇4：双馈式直驱式风力发电机的对比
【关键词】齿轮箱；永磁电机；变速箱
前言
本文通过对直驱式和双馈式两种不同的风力发电机进行描述，并从二者的主要结构特性对其各自不同的优缺点进行分析阐述，以增进人们的了解，使其得到更好的应用充分发挥其自身机能和作用。
1、双馈式异步发电机
双馈式异步发电机实际是异步感应电机的一种变异，这种发电机始于上世纪80年代，日本日立公司、东芝公司和前苏联在这种发电机的研制和开发中都作出了显著的贡献。目前美国GE能源、EMD；德国VEM Sachsenwerk GmbH，LDW；瑞士ABB等公司的很多风力发电机产品，采用变速双馈风力发电的技术方案。目前，市场占有率最高的双馈变速恒频风力发电机组，其风轮桨距角可以调节，同时发电机可以变速，并输出恒频恒压电能，效率较高。在低于额定风速时，它通过改变转速和桨距角使机组在最佳尖速比下运行，输出最大的功率，而在高风速时通过改变桨距角使机组功率输出稳定在额定功率。这种形式的性价比和效率均较高，逆变器功率较小。调速范围达到30%额定转速，变流的容量只有系统容量的30%左右，变速恒频驱动和MPPT控制，有功、无功功率可独立进行控制。双馈异步发电机在结构上与绕线式异步电机相似，定子、转子均为三相对称绕组，转子绕组电流由滑环导入，定子接入电网，电网通過四象限AC-DC-AC变频器向发电机的转子供电，提供交流励磁。但存在滑环和变速箱的问题，对电网的冲击较大。
由于风能的不稳定性和捕获最大风能的要求，发电机转速是在不断的变化，而且经常在同步转速上、下波动，为了实现风力机组的最大能量的追踪和捕获，满足电网对输入电力的要求，风力发电机必须变速恒频运行。在变速恒频风力发电机中，跨越同步速是变速恒频双馈风力发电机励磁控制关键技术之一。这要求转子交流励磁电源不仅要有良好的变频输入、输出特性，而且要有能量双向流动的能力。现有的技术是采用IGBT器件(绝缘栅双极晶体管)构成的PWM(脉宽调制)整流—PWM逆变型式的AC-DC-AC变频器作为其励磁电源，向发电机的转子绕组提供励磁电流，对定子实现定向矢量控制。控制电流由滑环导入，实现亚同步、同步和超同步运行方式之间的转换，采用这种技术的双馈式异步发电机其转速控制范围可达到同步转速的60%。为了获得较好的输出电压电流波形，输出频率一般不超过输入频率的1/3。其容量一般不超过发电机额定功率的30%，通常只需配置一台1/4功率的变频器。
有刷双馈发电机存在滑环和变速箱的问题，运行可靠性差，需要经常维护，其维护保养费用远高于无齿轮箱变速永磁同步风力发电机，并且这种结构不适合运行在环境比较恶劣的风力发电系统中。近年来国内外风力发电机组故障率最高的部件当数齿轮箱，而齿轮箱的故障绝大多数是由于轴承的故障造成。
齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、风阻损失、其它机件阻尼等。齿轮的效率在不同工况下是不一致的。风力发电齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率应大于97%，是指在标准条件下应达到的指标。
2、直驱式永磁同步发电机
所谓“同步”发电机，就是指发电机转子磁场的转速(原动机产生)与定子磁场的转速(电力系统频率决定)相等。这种无齿轮箱变浆距变速的风力发电机组，其风轮轴直接与发电机联接。永磁同步发电机不需要励磁绕组和直流励磁电源，取消了容易出故障的转子上的集电环和电刷装置，成为无刷电机，不存在励磁绕组的铜损耗，比同容量的电励磁式的发电机效率高，结构简单，运行可靠。
这种风力发电机要求全功率变流器，在与电网合闸前，为避免电流冲击和转轴受到突然的扭矩，需要满足一定的并联条件，端电压、频率与电网必须相同。要求发电机具有高质量地将风能转化为频率、电压恒定的交流电，高效率地实现机电能量转换。
永磁直驱式风力发电机其特点是电机转速低，极数多，结构简单，无变速箱，可靠、长寿命，低噪声，大功率，无滑环，安装和维护费用低。但不足之处是体积大，有失磁之忧，且转子的制造难度比较大。同时这种风力发电机制造成本较高，是双馈变速恒频机的1.3倍。
德国埃纳康（Enercon GmbH）公司在1993年研制成功了直驱式风力发电机，1997年将产品推向了市场，这些高产能、运行维护成本低的先进机型有E-33、E-48、E-70等型号，已开发了容量为330kw、800kw、900kw、2000kw和2300kw的多种机型。2000年，瑞典ABB公司成功研制了3兆瓦的巨型可变速风力发电机组，其中包括永磁式转子结构的高压风力发电机Windformer，该机高约70米、风扇直径约90米。2003年，日本三菱重工完成MWT-S2000型风力发电机的研制工作，这种直驱式风力发电机组采用的是永磁同步电机。2004年德国西门子公司通过收购世界著名的丹麦Bonus Energy(柏纳斯)公司也开发了直驱式风力发电机。
目前，还有荷兰Windbrokers公司，荷兰Emergya Wind Technologies NV(EWT)、德国Innovative 公司，德国Vensys公司、德国Avavtis公司、瑞典的ABB等公司，韩国Unison公司和国内的新疆金风科技股份有限公司、湖南湘电风能有限公司、东风汽轮机厂、上海万德风力发电股份有限公司、广西银河艾万迪斯风力发电有限公司、常州新誉风力发电设备有限公司、哈尔滨电站设备集团公司、中国运载火箭技术研究院、江西麦德风能股份有限公司等都在研制直驱式风力发电机。
新疆金凤科技股份公司已在2006年与德国Vensys公司合作研制出1.5兆瓦直驱式风力发电机。2007年湘潭电机集团与日本原弘产株式会社合资组建的湖南湘电风能有限公司，并在2007年11月成功完成了2兆瓦直驱式永磁风力发电整机机组试车；广西银河艾万迪斯风力发电有限公司与德国AVAVTIS公司联合研制的2.5兆瓦直驱变桨风力发电也将于2008年下半年完成样机。永磁材料钕铁硼的最高工作温度较低。一般为80℃左右，在经过特殊处理的磁铁，其最高工作温度也只能是240℃。如果永磁同步发电机通风系统出现问题，过高的温度会造成永磁材料磁性能降低，甚至不可逆去磁。
尽管永磁电机已经过了几十年的研究，但其设计至今还没有一套系统的公式和经验曲线作为依据。变速恒频风力发电系统中的直驱永磁风力发电机的外形尺寸大、工作转速低，通常是一种扁平状的结构。
3、结论与展望
风电发展以来，直驱与双馈两种机型就一直是竞争关系。随着风电行业的继续发展，直驱与双馈两种机型的性能的优缺点会不断的显露出来，性能和成本会成为最主要的考核指标。
篇5：柴油发电机工作原理
发电机为交流同步发电机,一般按电机的励磁方式分为三次谐波励磁电机、可控硅励磁电机、相复励电机和无刷电机等。相复励电机的励磁是通过主绕组部分的电抗器和输出部分的电流互感器两部分的电信号矢量复合,再经整流后由碳刷转换为直流励磁信号。因此有刷励磁结构的电机体积较大,并列运行时通过调整装置的气隙来达到需要的电气性能,并经常进行更换碳刷等维护工作。目前无刷发电机已逐步取代有刷发电机。无刷同步发电机由主机和励磁机组成(如图1所示),即有独立的励磁机。励磁机的定子为磁场,安装在主发电机非轴伸端的端盖上,其铁心用低碳钢板制成,具有若干个磁极,磁极上装有激磁线圈,由自动电压调节器输入激磁电流。励磁机转子为电枢,与主发电机同轴安装,电枢绕组为三相星形连接,中性点不引出。主机与励磁机相反,其转子为磁场与励磁机的电枢转子为同轴安装,制成隐极式,其定子为电枢。无刷同步发电机工作原理是:发动机启动运转后,交流励磁机依靠其定子上的剩磁建立励磁机电压,该交流电压经旋转整流器(与转子同轴安装的三相桥式整流)整流后,送入主机的励磁绕组,使主机电枢建立电压,随着电机的转速上升,发电机电压逐渐升高;当转速接近额定转速时,通过自动电压调节器(Ａ Ｖ Ｒ)利用这个电压来对交流励磁机提供励磁电流,使主发电机的电压迅速上升,并稳定在额定值。无刷发电机的控制核心是通过自动电压调节器(Ａ Ｖ Ｒ)调节和稳定励磁电流从而来调节和稳定发电机的输出电压。无刷发电机具有调压精度高、动态性能好,电压波形畸变小及效率高等特点,提高了运行的可靠性,延长了电机保养周期。
发电机组与发电机组或电网的并列运行的条件:①待并发电机组与发电机组或电网的相序相位相同;②待并发电机组与发电机组或电网的频率相等;③待并发电机组与发电机组或电网的电压相等。相序的不同或相位的偏差将引起冲击电流和逆功率,相序相位相同可在待并发电机组与母线之间(Ａ相与Ａ相间,Ｂ相与Ｂ相间)并联指示灯,用同时亮或暗的方法检测,同时亮或暗表明两机的相序已相同,通过调节发动机的转速来调节频率,亮到暗的周期越长,表示两机越接近同步。当由亮到暗的周期达5～10ｓ,且指示灯同时最暗时,两机即已同步,应立即合上待并发电机组的主开关,使待并发电机组与发电机组或电网之间实现并列运行。除灯暗同步法外,也可采用同步表来检测。并列运行后的有功调节:若各机功率表指示的有功功率没有按发电机额定容量的比例分配时,可调节发动机的转速,使两机有功功率按额定容量的比例均匀分配。并列运行后的无功调节:当有功功率按额定容量比例均匀分配后,若各机电流没有按额定容量的比例分配时,可调节发电机上的自动电压调节器(Ａ Ｖ Ｒ)的调差电位器(达到两机励磁电流的均衡),使两机电流按额定容量的比例均匀分配。发电机组发电(备用电源)与电网电源(主电源)之间的切换必须有机械电气的互锁,避免因误操作引发巨大的冲击电流,损坏发电机组或电网上使用设备。采用电磁结构的双投自动切换开关(Ａ Ｔ Ｓ)是比较好的选择。
篇6：双馈发电机工作原理
双馈风力发电机功率解耦控制的研究
作者：齐向东 史岩鹏
来源：《现代电子技术》2012年第18期
摘要：介绍双馈风力发电机的基本原理，利用矢量控制并结合定子磁场定向的矢量控制，建立基于Matlab的双闭环控制系统仿真模型。为了更为准确地实现定子磁场定向并考虑到定子绕组电阻对磁场定向的影响，采用改进型的定子磁链观测模型。通过仿真验证了采用改进型定子磁场定向的双馈风力发电控制系统，实现了有功功率和无功功率解耦。
关键词：矢量控制；磁场定向；双馈风力发电机；双闭环控制系统
中图分类号：TN911—34文献标识码：A文章编号：1004—373X（2012）18—0185—03引言
风能作为一种清洁可再生能源，在资源消耗日益增长的今天，其发展前景相当可观。而采用双馈风力发电机作为风力发电设备有着显著的发展优势，风力发电的发展将大规模减少常规能源的消耗，有效地改善我国的能源结构。