雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本理論綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u261011.1風(fēng)力機(jī)的架構(gòu)與類型 1144671.2雙饋電機(jī)的基本工作原理 225895圖1.1.1超同步速(s<0) 324895圖1.1.2亞同步速(s>0) 3230701.3雙饋電機(jī)的工作特性 337091.4風(fēng)力發(fā)電中雙饋電機(jī)的控制 484781.5雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型 5296821.6三相靜止abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 6198401.6.1電壓方程 7133471.6.2磁鏈方程 8107561.6.3運(yùn)動方程 10327591.7同步旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系下雙饋發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 11217421.8雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用前景 141.1風(fēng)力機(jī)的架構(gòu)與類型在能量轉(zhuǎn)換中，風(fēng)力渦輪機(jī)頭（也就是俗稱的風(fēng)扇葉的中央位置）由風(fēng)力渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成。在這兩個(gè)部分中，特別注意發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，該裝置的模型分解圖如下所示：1.2雙饋電機(jī)的基本工作原理雙功率異步風(fēng)力渦輪機(jī)是使用最廣泛的可變功率渦輪發(fā)電機(jī)。通過改變發(fā)電機(jī)的頻率，振幅，相序和相序，將發(fā)電機(jī)的靜態(tài)風(fēng)連接到電網(wǎng)上。。雙功率變頻風(fēng)機(jī)的工作原理如下：發(fā)電機(jī)定子n的磁場速度，除了該類型變量外，與之相對的，還有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子1n的磁場速度，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子n的磁場速度，極對數(shù)P。根據(jù)機(jī)電理論，我們可以知道n1RF=F+F，即1RN=PN+n。如果發(fā)電機(jī)1PN的速度比定子n的速度（即1PN（n））低幾倍，則發(fā)電機(jī)處于在亞同步模式下，調(diào)節(jié)器r1n=n-pn0，則相序轉(zhuǎn)子的風(fēng)力定子與定子相同，發(fā)電機(jī)將風(fēng)力將變矩器吸收到交流電中。如果1pn發(fā)電機(jī)的速度是定子n的幾倍，即1pn發(fā)電機(jī)的對數(shù)旋轉(zhuǎn)等于定子n的速度時(shí)為1pn，則轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)會產(chǎn)生能量，并通過由以下驅(qū)動器驅(qū)動的發(fā)電機(jī)逆變器將其引導(dǎo)至電網(wǎng)定子和轉(zhuǎn)子同時(shí)，交變磁場立即為1pn，發(fā)電機(jī)在同步的情況下，控制r1n-pn。在不考慮定轉(zhuǎn)子的鐵耗定子中的銅耗以及轉(zhuǎn)子機(jī)械損耗，則在可變功率渦輪發(fā)電機(jī)的理想運(yùn)行下，功率關(guān)系可以表示如下：n1rP=P+PrnP=sP當(dāng)發(fā)電機(jī)組裝置處在次級同步model：R的方式下工作時(shí)，逆變器向轉(zhuǎn)子繞組提供相應(yīng)的高效持續(xù)的有功（功率），并且是有功功率變壓器；當(dāng)發(fā)電機(jī)以同步model的運(yùn)轉(zhuǎn)速度工作時(shí)，逆變器將不再會為轉(zhuǎn)子繞組供給高效且持續(xù)的有功功率。電機(jī)的速度不是同時(shí)同步的，并且電機(jī)以異步和超級同步速度運(yùn)行，分別對應(yīng)于轉(zhuǎn)差s>0和s$0.在兩種情況下，能量流如下圖1.1所示。圖1.1.1超同步速(s<0)圖1.1.2亞同步速(s>0)圖1.1雙饋電機(jī)在不同運(yùn)行狀態(tài)能量流向圖子綜合癥和超級綜合癥中的電流相關(guān)性圖顯示：1）轉(zhuǎn)子僅提供總功率，小于整個(gè)設(shè)備的額定容量；2）轉(zhuǎn)子具有雙向能量流的能力。1.3雙饋電機(jī)的工作特性雙動力機(jī)的結(jié)構(gòu)類似于風(fēng)的電感，靜態(tài)風(fēng)是通過三相固定頻率相對稱的電源激勵(lì)，這與風(fēng)力電源下的三相逆變器不同。-逆變器或逆變器。對于對稱的三相靜態(tài)風(fēng)，由于電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n=（LS）N1，因此由三相電源以頻率f1（F1=P183;N1/60）為了達(dá)到機(jī)械和電氣轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性，靜磁場和轉(zhuǎn)子磁場必須相對恒定，即必須滿足:ωr＝ω1-ω2其中:ωr是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角頻率;定子處的電流ω1解釋為制造得旋轉(zhuǎn)磁場的相對應(yīng)的角頻率;轉(zhuǎn)子處的電流ω2解釋為制造得旋轉(zhuǎn)磁場的相對應(yīng)的角頻率。從這里可以設(shè)置轉(zhuǎn)子電源的頻率f2=s*F1。在此頻率下，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)將以同步速度N1旋轉(zhuǎn)并保持相對穩(wěn)定性。與同步電動機(jī)相比，可以通過諸如同步電動機(jī)之類的三秒方法來控制雙勵(lì)磁，它可以相對于前一種電動機(jī)而言，可以更有效地改變該勵(lì)磁電流所占據(jù)的區(qū)域大小，從而更有效地改變勵(lì)磁的電流頻率，并且雙饋電機(jī)也可以通過調(diào)整勵(lì)磁頻率從而與之對應(yīng)的根據(jù)該模式下改變相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，通過這一方式，與此同時(shí)也可以相應(yīng)的產(chǎn)生勵(lì)磁電流的變化，通過調(diào)節(jié)同步電動機(jī)的電容可以控制反相和反相轉(zhuǎn)子的加熱電流，通常以相反的方式補(bǔ)償反作用力，即雙相驅(qū)動電流為修改后，轉(zhuǎn)子的電流相位在雙饋電機(jī)的正常工作運(yùn)行情況下將變化，與此同時(shí)，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場將進(jìn)入此狀態(tài)區(qū)間，例如溫度，天線位置，電機(jī)功率，電壓矢量，電網(wǎng)電壓，電機(jī)功率。電機(jī)不僅可以調(diào)節(jié)無功功率，還可以調(diào)節(jié)有功功率。所以，雙饋線電動機(jī)具有更高的定時(shí)，異步電動機(jī)具有更高效的運(yùn)作。1.4風(fēng)力發(fā)電中雙饋電機(jī)的控制在風(fēng)能領(lǐng)域，由于風(fēng)速的不可預(yù)測性，風(fēng)能的使用非常困難，這就是為什么重要的是改進(jìn)用于生產(chǎn)風(fēng)能的技術(shù)，提高風(fēng)力渦輪機(jī)的效率并最大程度地發(fā)揮作用。使用風(fēng)力。風(fēng)力渦輪機(jī)包括作為電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)。作為電動機(jī)，風(fēng)力渦輪機(jī)的效率在很大程度上決定了整個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的效率和風(fēng)力渦輪機(jī)的效率。或承受長負(fù)荷，效率會損失。空氣動力學(xué)曲線表明存在最佳循環(huán)速度λ，對應(yīng)于最佳效率，因此保持最佳每周速度比λ是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最佳控制。運(yùn)行條件應(yīng)由空氣動力曲線和推進(jìn)系統(tǒng)的描述來確定，同時(shí)要考慮有功系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)對有功系統(tǒng)的要求無功功率，即風(fēng)力渦輪機(jī)的速度取決于風(fēng)速，負(fù)載變化取決于轉(zhuǎn)子的動能，它吸收或釋放能量，并減少由變頻器電容控制的逆變器電路電網(wǎng)中的干擾，并且加熱發(fā)電機(jī)電流的頻率相位角可以通過弱電而改變電源調(diào)節(jié)速度，有功電能和反作用力。為了提高發(fā)電機(jī)效率，電源的頻率和穩(wěn)定性圖1.2顯示了雙工航空設(shè)備控制系統(tǒng)的示意圖。每個(gè)控制系統(tǒng)可分為三個(gè)單元：速度控制單元，有功功率控制單元，它接收風(fēng)速和風(fēng)速，有功電能和反作用力，因?yàn)殡p動力機(jī)器可以調(diào)節(jié)有功電能和反作用力，因此總發(fā)電機(jī)可以在風(fēng)力條件下在電網(wǎng)中工作；在風(fēng)平浪靜時(shí)用作補(bǔ)償，以抑制能量的頻率和電壓的波動。1.5雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型圖1.5.2顯示了雙功率感應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，三相定子繞組異步發(fā)電機(jī)，在該圖中，可以比較容易的看出一下幾個(gè)部分且都已經(jīng)標(biāo)識，它位處于轉(zhuǎn)子繞組的邊緣位置，有一個(gè)兩相逆變器。圖1.5.2變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖在同步速度坐標(biāo)系中雙饋電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的電壓平衡方程為：（1）式中：udsQUOTEQUOTE????????????、uqs、udr、uqr分QUOTEQUOTE????????????別為定轉(zhuǎn)子電壓d軸和q軸分量；ids、iqs、idr、iqr（分QUOTEQUOTE????????????別在該方程組的四個(gè)方程式中，等式右側(cè)）對應(yīng)在定轉(zhuǎn)子繞組中電流dq軸分量，QUOTEQUOTE??1??1為同步角速度；QUOTEQUOTE????????為轉(zhuǎn)子角速；dsQUOTEQUOTE????????????、qs、dr、qr則對應(yīng)QUOTEQUOTE????????????分別為定轉(zhuǎn)子磁鏈d軸和q軸分量。定轉(zhuǎn)子磁鏈方程：（2）公式中：Ls=L1+Lm，Lr=L2+Lm，在這兩個(gè)式子下，相對應(yīng)的，L1QUOTEQUOTE????=??1+????????=??1+????QUOTEQUOTE??1??1為定子漏電感,同時(shí)，在第二個(gè)公式下，所標(biāo)注的字母L2QUOTEQUOTE??2??2則為轉(zhuǎn)子漏電感，兩個(gè)公式的最右側(cè)所對應(yīng)的字母LmQUOTEQUOTE????????為勵(lì)磁電感。由(1)、（2）式的公式可以很容易發(fā)現(xiàn)，式子中兩邊同時(shí)刪除磁鏈遍很容易的得到以電流i為變量,通過這一標(biāo)識來描述雙反饋發(fā)電機(jī)中十分重要且對于其運(yùn)作的核心方程：電磁暫態(tài)過程的狀態(tài)空間方程：（3）式中、（方程中右側(cè)的標(biāo)識）為狀態(tài)空間方程的系數(shù)矩陣，于此同時(shí)，在該方程的最右側(cè)，與B相乘的字母為電壓列向量，在該方程的最右側(cè)于A相乘的字母為電流列向量。由于運(yùn)行處于穩(wěn)定時(shí)，由雙饋風(fēng)力發(fā)電的前提優(yōu)勢條件可以知道電流電壓均為常值，通過公式（3）我們也可以很清楚的得出穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電壓與電流的關(guān)系式為（4）1.6三相靜止abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型與三相感應(yīng)器類似，兩個(gè)饋線電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高級，非線性結(jié)合強(qiáng)多元系統(tǒng)創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型，通常需要執(zhí)行以下操作：1.三相對稱濾波器，消除空間諧波，沿正弦圓周的間隙分布磁電壓1.繞組的自感和互感的缺陷不填充，非線性3.忽略鐵損4.忽略繞組受到單位時(shí)間次數(shù)和攝氏度下測量變化的影響。因此，實(shí)際電動機(jī)等效于物理模型，二進(jìn)制電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型編號包括電壓，電路，運(yùn)動，電磁轉(zhuǎn)矩方程式。圖1.6雙饋電機(jī)的物理結(jié)構(gòu)圖1.6.1電壓方程交流勵(lì)磁定子繞組電壓方程：轉(zhuǎn)子電壓方程為：可用矩陣表示為： （3-7）或?qū)懗桑菏街校骸ㄗ雍娃D(zhuǎn)子相電壓的瞬時(shí)值；——定子和轉(zhuǎn)子相電流的瞬時(shí)值；——各組繞組的全磁鏈；——定子和轉(zhuǎn)子的繞組電阻——微分算子1.6.2磁鏈方程帶有轉(zhuǎn)子繞組的總磁路由每個(gè)繞組的磁感應(yīng)電路和沿上述電路方向相互感應(yīng)交換的其他電路組成，即磁路方程： （3-8）或?qū)懗桑阂?*6矩陣形式表示的電感，對角線的主要成分是與繞組的折射率相對應(yīng)的自感，以及與兩個(gè)繞組之間的互感的折射率相對應(yīng)的其他元素對于相繞組的對稱性，可以確定定子在該磁鏈方程以及磁感應(yīng)電路下所有相具有相同的漏感，轉(zhuǎn)子具有相同的相耗散感，確定定子電感，與之相對應(yīng)的根據(jù)該方程還有的便是每一相的電感轉(zhuǎn)子繞組中，轉(zhuǎn)子的各相電感與重新計(jì)算有牽連，轉(zhuǎn)子繞組的匝數(shù)和另一個(gè)直觀反映的變量條件即繞組之間的磁通量通過氣隙，通過這兩個(gè)條件下，因此我們可以假定阻力是相等:定子各相自感為：轉(zhuǎn)子各相自感為：兩相繞組之間只有互感。由對稱性可知，互感由兩個(gè)部分組成：所以，三相之間，定子和轉(zhuǎn)子之間風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)圖中可以看出，其二者的位置是固定的，因此在雙相繞組中的互感位于任何定子相的恒定位置，并且轉(zhuǎn)子的各個(gè)相都有可能會出現(xiàn)不定因素，因此互感是它們互易性的第一個(gè)，因?yàn)槿嗬@組在空間中分布對稱，相位差是磁場的高次諧波，因此，在分布條件下不需要也不用考慮該場中的gaocixiebo。于是：對于第二種類型，忽略氣隙磁場的高次諧波，轉(zhuǎn)子之間的相互作用可以近似為具有恒定的轉(zhuǎn)子繞組軸視角的總和函數(shù)。當(dāng)兩個(gè)繞組恰好在同一軸上時(shí)，互感值最大，因此替代磁路中的方程式可讓您獲得磁路中的更多方程式。為了方便起見，將其寫為塊矩陣：其中：；；；；和兩個(gè)分塊矩陣互為轉(zhuǎn)置，在該式子中可以探究出，計(jì)算結(jié)果與轉(zhuǎn)角位置有關(guān)，導(dǎo)致這樣一個(gè)結(jié)果的原因也很簡單，因?yàn)槌?，其他的這些元素是可變參數(shù)；與此同時(shí)，它們同樣也為非線性系統(tǒng)的來源，稍后，我們將討論轉(zhuǎn)換靜態(tài)變量參數(shù)所需的坐標(biāo)。需要注意的是：1.與電動機(jī)的慣常做法相反，定子上磁路的正方向和正電流的正方向?qū)a(chǎn)生磁路的負(fù)值，從而在公式3-中產(chǎn)生負(fù)號“”8;1.將從轉(zhuǎn)子到定子側(cè)的匝數(shù)轉(zhuǎn)換后，應(yīng)將轉(zhuǎn)子的匝數(shù)和轉(zhuǎn)子的風(fēng)設(shè)置為相等，并且穿過空氣封閉裝置的匝之間的磁通量應(yīng)設(shè)置為相等。我們可以假設(shè)轉(zhuǎn)子的主風(fēng)電感，定子的主風(fēng)電感以及轉(zhuǎn)子的風(fēng)之間的互易系數(shù)與轉(zhuǎn)子之間的互風(fēng)系數(shù)相同。即。1.6.3運(yùn)動方程為簡單起見，如果交流電的電磁關(guān)系中的電磁關(guān)系與無法打開的機(jī)械轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，以及由電磁引起的電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，則為簡單起見，電動機(jī)與兩圈之間的平衡如下： （3-9）該方程下，方程左側(cè)的是原動機(jī)輸入地機(jī)械轉(zhuǎn)矩，方程的右側(cè)中，則表示為電磁轉(zhuǎn)矩，方程右側(cè)的為系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，方程右側(cè)，處于左邊乘數(shù)分母位置的字符為電機(jī)極對數(shù)，右側(cè)乘數(shù)分子位置的字符為電機(jī)的電角速度。從磁場能量根據(jù)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理，并經(jīng)過一系列相關(guān)的推導(dǎo)，從而能有效得出來電磁轉(zhuǎn)矩方程：=應(yīng)該注意的是，這些假設(shè)是基于這樣的事實(shí)，即磁路是線性的，并且磁場根據(jù)正弦原理在空間中分布。電磁轉(zhuǎn)矩的研究對變流器提供的轉(zhuǎn)子連桿的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.7同步旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系下雙饋發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型由于靜態(tài)通風(fēng)裝置連接到一個(gè)無限網(wǎng)絡(luò)，因此靜態(tài)物體的角速度是同步的，因此我們選擇一個(gè)位置以使同步速度保持恒定ω。在穩(wěn)態(tài)下，每個(gè)電磁量的空間矢量是固定的坐標(biāo)，并且坐標(biāo)系中的電磁通量不再是正弦曲線，強(qiáng)耦合的勵(lì)磁和交流發(fā)電機(jī)模型已成為一條直線，它在同步坐標(biāo)系中具有常系數(shù)的微分方程，電路和其他變量使用正電流形式的先前向前位置，即發(fā)電機(jī)由定子選擇，轉(zhuǎn)子用于電動機(jī)，如圖2所示。圖1.7d-q軸系雙饋電機(jī)物理模型為了便于分析，我們將檢查理想狀態(tài)發(fā)生器模型，并使用發(fā)電系統(tǒng)中常用的方法重新計(jì)算與定子每側(cè)轉(zhuǎn)數(shù)相關(guān)的轉(zhuǎn)子數(shù)；發(fā)電機(jī)采用電機(jī)法，因此可以在dq坐標(biāo)系中得到雙發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型：（1）定子電壓方程：（2-12）（2）轉(zhuǎn)子電壓方程：（2-13）（3）定子磁鏈方程：（2-14）（4）轉(zhuǎn)子磁鏈方程：（2-15）（5）定子有無功功率分別為：（2-16）（6）轉(zhuǎn)子側(cè)有無功功