雙饋發(fā)電機原理上是一種繞線(xiàn)式轉子電機,由于定子、轉子都可以向電網(wǎng)饋電,所以稱(chēng)之為雙饋發(fā)電機。雙饋電機雖然屬于異步機的范疇,但是由于其具有獨立的勵磁繞組,可以象同步電機一樣施加勵磁,調節功率因數,所以又稱(chēng)為交流勵磁電機,也有稱(chēng)為異步化同步電機。
一雙饋發(fā)電機發(fā)電簡(jiǎn)介
雙饋發(fā)電機的定子繞組直接與電網(wǎng)相連,直接向電網(wǎng)發(fā)電。轉子繞組通過(guò)變頻器與電網(wǎng)連接,轉子繞組電源的頻率、電壓、幅值和相位按運行要求由變頻器自動(dòng)調節,機組可以在不同的轉速下實(shí)現恒頻發(fā)電,滿(mǎn)足用電負載和并網(wǎng)的要求。
由于采用了交流勵磁,雙饋發(fā)電機可以通過(guò)調節勵磁電流幅值、改變勵磁頻率以及改變相位來(lái)調節功率。改變勵磁頻率可以充分利用轉子的動(dòng)能,減少對電網(wǎng)擾動(dòng)。改變轉子勵磁的相位,可以對電機的功率角進(jìn)行調節,所以交流勵磁不僅可調節無(wú)功功率,還可以調節有功功率。
二雙饋發(fā)電機原理
設雙饋電機的定轉子繞組均為對稱(chēng)繞組,電機的極對數為p,根據旋轉磁場(chǎng)理論,當定子對稱(chēng)三相繞組施以對稱(chēng)三相電壓,有對稱(chēng)三相電流流過(guò)時(shí),會(huì )在電機的氣隙中形成一個(gè)旋轉的磁場(chǎng),這個(gè)旋轉磁場(chǎng)的轉速
稱(chēng)為同步轉速,它與電網(wǎng)頻率
及電機的極對數p的關(guān)系如下:
(3-1)
同樣在轉子三相對稱(chēng)繞組上通入頻率為
的三相對稱(chēng)電流,所產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)相對于轉子本身的旋轉速度為:
(3-2)
由式3-2可知,改變頻率
,即可改變
,而且若改變通入轉子三相電流的相序,還可以改變此轉子旋轉磁場(chǎng)的轉向。因此,若
設為對應于電網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)雙饋發(fā)電機的同步轉速,而n為電機轉子本身的旋轉速度,則只要維持
,見(jiàn)式3-3,則雙饋電機定子繞組的感應電勢,如同在同步發(fā)電機時(shí)一樣,其頻率將始終維持為
不變。
(3-3)
雙饋電機的轉差率
,則雙饋電機轉子三相繞組內通入的電流頻率應為:
(3-4)
公式3-4表明,在異步電機轉子以變化的轉速轉動(dòng)時(shí),只要在轉子的三相對稱(chēng)繞組中通入轉差頻率(即
)的電流,則在雙饋電機的定子繞組中就能產(chǎn)生50Hz的恒頻電勢。所以根據上述原理,只要控制好轉子電流的頻率就可以實(shí)現變速恒頻發(fā)電了。
三雙饋發(fā)電機的運行狀態(tài)
根據雙饋電機轉子轉速的變化,雙饋發(fā)電機可有以下三種運行狀態(tài):
01亞同步運行狀態(tài)
在此種狀態(tài)下
,由f2轉差頻率為的電流產(chǎn)生的旋轉磁場(chǎng)轉速n2與轉子的轉速方向相同,因此有
。
02超同步運行狀態(tài)
在此種狀態(tài)下
,改變通入轉子繞組的頻率為f2的電流相序,則其所產(chǎn)生的旋轉磁場(chǎng)的轉速n2與轉子的轉速方向相反,因此有
。
03同步運行狀態(tài)
在此種狀態(tài)下
,轉差頻率
,這表明此時(shí)通入轉子繞組的電流頻率為0,也即直流電流,與普通的同步電機一樣。
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