雙饋發(fā)電機(jī)的基本理論分析目錄TOC\o"1-3"\h\u4291雙饋發(fā)電機(jī)的基本理論分析 1253121.1雙饋發(fā)電機(jī)的基本原理 1315471.2雙饋發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電磁關(guān)系 279401.2.1等效電路 2251591.2.2電壓平衡方程式 2279271.2.3雙饋發(fā)電機(jī)的相量圖 31.1雙饋發(fā)電機(jī)的基本原理交流勵磁雙饋發(fā)電機(jī)定子三相繞組經(jīng)變壓器接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組也采用多相平衡繞組(一般為三相)，通過交—直—交變頻器通有頻率，相位及幅值均可調(diào)節(jié)的三相低頻勵磁電壓或者電流，變頻器也通過變壓器與電網(wǎng)連接。針對交流勵磁的雙饋發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)通入低頻三相交流電流，定子和轉(zhuǎn)子的三相繞組都產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，由定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，它的旋轉(zhuǎn)速度是與電網(wǎng)工頻f1相對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速n1和風(fēng)速n，向轉(zhuǎn)子供給三相電流，電頻率f2，轉(zhuǎn)子以與電頻率f2相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n2生成旋轉(zhuǎn)磁場。當(dāng)電網(wǎng)電壓和負(fù)載發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流。以感應(yīng)電機(jī)定為基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)子電流引起的旋轉(zhuǎn)磁場是一種相對靜止原理，對于任何旋轉(zhuǎn)電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場在空間必須相對靜止才能產(chǎn)生恒定的平均電磁轉(zhuǎn)矩。交流勵磁雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在工作過程中，電機(jī)轉(zhuǎn)速和定、轉(zhuǎn)子繞組電流引起的旋轉(zhuǎn)磁場速度之間的關(guān)系如下 (1.1)以頻率來表示是 (1.2)式中:n1是定子旋轉(zhuǎn)磁場的速度；n是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；n2是轉(zhuǎn)子磁場的速度；f1就是定子電流的頻率；p就是電機(jī)的極對數(shù)；f2是轉(zhuǎn)子電流的頻率。由式子（1.2）可得知在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速改變的情況下，對轉(zhuǎn)子電流頻率f2進(jìn)行對應(yīng)的調(diào)整，可以保持定子電流的頻率f1不變，也就是和電網(wǎng)的頻率一致，即只要相應(yīng)地改變轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率就可以使定、轉(zhuǎn)子磁場保持相對靜止，而產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，達(dá)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)變速的恒頻。當(dāng)時，電機(jī)在亞同步運(yùn)行狀態(tài)下，變流器對轉(zhuǎn)子進(jìn)行交流勵磁，定子向電網(wǎng)輸出電能，轉(zhuǎn)子吸收電網(wǎng)的能量;當(dāng)時，電機(jī)在超同步運(yùn)行狀態(tài)下，這時定，轉(zhuǎn)子向電網(wǎng)同步發(fā)電;當(dāng)時，，變流器對轉(zhuǎn)子供給直流勵磁，這時電機(jī)作為同步發(fā)電機(jī)機(jī)工作。1.2雙饋發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電磁關(guān)系1.2.1等效電路因為雙饋發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上類似于繞線式轉(zhuǎn)子異步電機(jī)，所以可以參考繞線式異步電動機(jī)等效電路來獲得雙饋發(fā)電機(jī)[1][3]的準(zhǔn)確等效電路，見圖2。圖1.1雙饋發(fā)電機(jī)的等效電路需要指出，在這個等效電路里：（1）轉(zhuǎn)子方的各種參數(shù)已通過繞組折算及頻率折算歸算到定子側(cè)和轉(zhuǎn)子電壓、電流與電勢同樣被歸算在定子側(cè)；（2）定子按發(fā)電機(jī)慣例，定子電流在流出時是正值；轉(zhuǎn)子沿用電動機(jī)的習(xí)慣，轉(zhuǎn)子電流在流入時是正值；（3）忽略磁路飽和和諧波的作用，三相繞組對稱分布，磁動勢在氣隙中呈正弦分布；（4）忽視鐵耗。1.2.2電壓平衡方程式按圖1.2所示雙饋發(fā)電機(jī)等效電路，可列出下列電壓平衡方程式[1-3]：（1.3）在式子中，、分別為定、轉(zhuǎn)子電壓相量；為氣隙磁場感應(yīng)電動勢相量；、、分別為定、轉(zhuǎn)子電流和激磁電流相量；、分別為定、轉(zhuǎn)子電阻；、和分別為定、轉(zhuǎn)子漏電抗和激磁電抗。其中轉(zhuǎn)差率計算公式如下： （1.4）電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速的計算式為：（1.5）因為定、轉(zhuǎn)子電流、產(chǎn)生的磁勢F1、F2在空間是相對靜止的，故可綜合成一個氣隙磁勢Fm。因此，雙饋發(fā)電機(jī)磁動勢平衡方程式如下： (1.6)1.2.3雙饋發(fā)電機(jī)的相量圖按照式（1.3）將定子電壓的相量作為參考軸，，忽略鐵耗角，繪制了雙饋發(fā)電機(jī)相量圖，如圖1.2、圖1.3。圖1.2Q1>0時雙饋發(fā)電機(jī)的相量圖圖1.3Q1<0時雙饋發(fā)