第一章 雙饋電機的工作原理

1、第一章雙饋電機的基本工作原理第一章雙饋電機的基本工作原理設雙饋電機的定轉子繞組均為對稱繞組，電機的極對數(shù)為，根據(jù)旋轉磁p場理論，當定子對稱三相繞組施以對稱三相電壓，有對稱三相電流流過時，會在電機的氣隙中形成一個旋轉的磁場，這個旋轉磁場的轉速稱為同步轉速，1n它與電網(wǎng)頻率及電機的極對數(shù)的關系如下：1fp（1pfn1160?1）同樣在轉子三相對稱繞組上通入頻率為的三相對稱電流，所產(chǎn)生旋轉磁2f場相對于轉子本身的旋轉速度為：（1pfn2260

2、?2）由式12可知，改變頻率，即可改變，而且若改變通入轉子三相電流2f2n的相序，還可以改變此轉子旋轉磁場的轉向。因此，若設為對應于電網(wǎng)頻率1n為50Hz時雙饋發(fā)電機的同步轉速，而為電機轉子本身的旋轉速度，則只要維n持，見式13，則雙饋電機定子繞組的感應電勢，如同在同步常數(shù)???12nnn發(fā)電機時一樣，其頻率將始終維持為不變。1f（1常數(shù)???12nnn3）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11nnnS??應為：（

3、1Sfpnf12260??4）公式14表明，在異步電機轉子以變化的轉速轉動時，只要在轉子的三相對稱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Sf1產(chǎn)生50Hz的恒頻電勢。所以根據(jù)上述原理，只要控制好轉子電流的頻率就可以實現(xiàn)變速恒頻發(fā)電了。根據(jù)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)：1.亞同步運行狀態(tài)：在此種狀態(tài)下，由轉差頻率為的電流產(chǎn)生的1nn?2f旋轉磁場轉速與轉子的轉速方向相同，因此有。2n12nn

4、n??2.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1nn?的電流相序，則其所產(chǎn)生的旋轉磁場的轉速與轉子的轉速方向相2f2n反，因此有。12nnn??3.同步運行狀態(tài)：在此種狀態(tài)下，轉差頻率，這表明此時通1nn?02?f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。1.2功率傳輸關系功率傳輸關系假設風力機軸上輸入的凈機械功率（扣除損耗后）為，發(fā)電機定子向電mP網(wǎng)輸出的電磁功率為，轉子輸入輸出的電磁功率為，s為

5、轉差率，轉子轉1P2P速小于同步轉速時為正，反之為負。由于轉子電磁功率，因此，轉子電磁功率又稱為122222sPIsEIEPs???轉差功率。機械功率。在上述兩公式的基礎上，計算電磁121)1(PsPPPm????轉矩與機械轉矩。（1111111)1(TnPnPnPsnPTnnmm??????6）由式16可見，機械轉矩與電磁轉矩在數(shù)值上其實是相等的。1.2.1超同步運行狀態(tài)超同步運行狀態(tài)顧名思義，超同步就是轉子轉速超過電機的同步轉速時的

6、一種運行狀態(tài)，我們稱之為正常發(fā)電狀態(tài)。（因為對于普通的異步電機，當轉子轉速超過同步轉速時，就會處于發(fā)電機狀態(tài)）圖12超同步運行時雙饋電機的功率流向由于發(fā)電機是超同步運行，所以，此時機械功率大于定子電磁功率0?smP，剩余的功率通過轉子電磁功率輸?shù)诫娋W(wǎng)。1P2P1.2.2亞同步運行狀態(tài)亞同步運行狀態(tài)即轉子轉速低于同步轉速時的運行狀態(tài)，我們可以稱之為補償發(fā)電狀態(tài)（在亞同步轉速時，正常應為電動機運行，但可以在轉子回路通入勵磁電流使其工作于發(fā)電