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(shè)雙饋電機的定轉(zhuǎn)子繞組均為對稱繞組，電機的極對數(shù)為，根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁p場理論，當(dāng)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(zhuǎn)的磁場，這個旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，1n它與電網(wǎng)頻率及電機的極對數(shù)的關(guān)系如下：1fp（1pfn1160?1）同樣在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)磁2f場相對于轉(zhuǎn)子本身的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子三相電流2f2n的相序，還可以改變此轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向。因此，若設(shè)為對應(yīng)于電網(wǎng)頻率1n為50Hz時雙饋發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)速，而為電機轉(zhuǎn)子本身的旋轉(zhuǎn)速度，則只要維n持，見式13，則雙饋電機定子繞組的感應(yīng)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(zhuǎn)差率，則雙饋電機轉(zhuǎn)子三相繞組內(nèi)通入的電流頻率11nnnS??應(yīng)為：（

3、1Sfpnf12260??4）公式14表明，在異步電機轉(zhuǎn)子以變化的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，只要在轉(zhuǎn)子的三相對稱繞組中通入轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(zhuǎn)差頻率為的電流產(chǎn)生的1nn?2f旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子繞組的頻率為1nn?的電流相序，則其所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)差頻率，這表明此時通1nn?02?f入轉(zhuǎn)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(guān)系功率傳輸關(guān)系假設(shè)風(fēng)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(zhuǎn)子輸入輸出的電磁功率為，s為

5、轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1P2P速小于同步轉(zhuǎn)速時為正，反之為負。由于轉(zhuǎn)子電磁功率，因此，轉(zhuǎn)子電磁功率又稱為122222sPIsEIEPs???轉(zhuǎn)差功率。機械功率。在上述兩公式的基礎(chǔ)上，計算電磁121)1(PsPPPm????轉(zhuǎn)矩與機械轉(zhuǎn)矩。（1111111)1(TnPnPnPsnPTnnmm??????6）由式16可見，機械轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過電機的同步轉(zhuǎn)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(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速時，正常應(yīng)為電動機運行，但可以在轉(zhuǎn)子回路通入勵磁電流使其工作于發(fā)電