雙饋發(fā)電機變速恒頻系統(tǒng)

雙饋電機與普通的繞線式感應電機類似, 系統(tǒng)如圖3所示。采用的發(fā)電機為轉子雙饋發(fā)電機, 定子繞組與電網(wǎng)直接相連, 轉子繞組通過變頻器供以頻率、幅值、相位和相序都可改變的三相低頻勵磁電流。無論風速如何發(fā)生變化, 當電機的轉速改變時, 通過變頻器調(diào)節(jié)轉子的勵磁電流頻率來改變轉子磁勢的旋轉速度, 使轉子磁勢相對于定子的轉速始終是同步的, 定子感應電勢頻率即可保持定值, 發(fā)電系統(tǒng)便可做到變速恒頻運行。此種結構的發(fā)電機是通過對其轉差頻率的控制, 來實現(xiàn)發(fā)電機的雙饋調(diào)速。由于控制方案是在電機的轉子側實現(xiàn)的, 流過轉子電路的功率是由交流勵磁發(fā)電機的轉速運行范圍所決定的轉差功率, 轉差功率僅為發(fā)電機定子額定功率的1/4 至1/3, 所以功率轉換裝置的容量小、電壓低, 變頻器的成本大為降低, 系統(tǒng)容易設計與整理。這種采用交流勵磁雙饋發(fā)電機的控制方案除了可實現(xiàn)變速恒頻控制, 減小變頻器的容量外, 還可調(diào)節(jié)勵磁電流的相位, 達到改變功率角使發(fā)電機穩(wěn)定運行的目的, 所以可吸收更多無功功率, 參與電網(wǎng)的無功功率調(diào)節(jié), 解決電網(wǎng)電壓升高的弊病, 從而提高電網(wǎng)運行效率、電能質(zhì)量與穩(wěn)定性。缺點是交流勵磁發(fā)電機仍然有滑環(huán)和電刷, 電刷和滑環(huán)之間的機械磨損會影響電機的壽命, 需要經(jīng)常維護, 目前這種風力發(fā)電機技術已經(jīng)商品化, 能生產(chǎn)出MW級風力發(fā)電系統(tǒng)。