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  双馈发电机布局及道理 第一节 双馈发电机概述 ? ? ? 直流发电机。 同步发电机。 异步发电机。 ? 双馈发电机:属于异步发电机的一种。 咱们常常所讲的双馈异步发电机骨子上是一种绕线式转子电机,因为其定、 转子都能向电网馈电,故简称双馈电机。双馈电机固然属于异步机的领域,然则 因为其具有独立的励磁绕组,能够象同步电机相通施加励磁,安排功率因数,所 以又称为换取励磁电机,也有称为异步化同步电机。 同步电机因为是直流励磁,其可调量唯有一个电流的幅值,因而同步电机 凡是只可对无功功率实行安排。换取励磁电机的可调量有三个:一是可安排的励 磁电流幅值;二是可更改励磁频率;三是可更改相位。这证据换取励电机比同步 电机众了两个可调量。通过更改励磁频率,可更改发电机的转速,到达调速的目 的。如许,正在负荷突变时,可通过速捷把握励磁频率来更改电机转速,充满操纵 转子的动能,开释或接收负荷,对电网扰动远比通例电机小。 更改转子励磁的相位时,由转子电流出现的转子磁场正在气隙空间的身分上有 一个位移,这就更改了发电机电势与电网电压相量的相对位移,也就更改了电机 的功率角。这证据电机的功率角也能够实行安排。因而换取励磁不但可安排无功 功率,还能够安排有功功率。 换取励磁电机之因而有这么众长处,是由于它采用的是可变的换取励磁电 流。然则,竣工可变换取励磁电流的把握是较量穷苦的,该把握战术能够竣工机 组的变速恒频发电并且能够竣工有功无功的独立解耦把握,现在的主流双馈风力 发电机组均是采用此种把握战术。 发电机基础道理 电磁感到定律。(导体切割磁感线出现电动势) 电磁三大定律 ? 安培环途定律。(动电生磁道理)。 ? 电磁感到定律。(动磁生电道理)。 ? 电磁力定律。(磁、电生力道理)。 安培环途定律(动电生磁) 定性、定量发挥了磁场与电流的 本色相闭。 ? 右手螺旋定章:通电的导体出现 磁场。磁场宗旨可用右手螺旋定 则判断。 情状一:直导线通入电流。右手握住 导线,拇指指向电流宗旨,则四 指盘绕的宗旨即是磁感线宗旨。 情状二:螺旋线管通入电流。右手握 住螺线管,四指指向电流宗旨, 则拇指指向即是螺线管内部的磁 感线宗旨。即拇指指向螺线管的N 极。 ? 电磁感到定律(动磁生电) 一个线圈,不管什么起因,只须与它结交链的磁通量 发作变动,则线圈两头出现电动势。感到电动势的大 小与线圈匝数成正比、与磁通的变动率成正比。感到 电动势的宗旨用“楞次定律”判断,即感到电动势的 宗旨老是试图阻遏磁通的变动。 d? 即: e ? ?N ? dt 另一种外达样子:切割磁感线的导体感到出电动势。 电磁感到定律(动磁生电) 电磁感到定律:切割磁感线的导体感到出电动势,感 应电动势的巨细与磁通密度B、导体长度L、相对运动 速率v的乘积成正比,即E=BLv。感到电动势的宗旨用 右手定章判断。 右手定章:伸出右手,拇指与四指笔直,让磁力线穿 入手心、拇指的宗旨指领导体相对运动宗旨,则四指 的指向即是感到电动势的宗旨。 电磁力定律(磁、电生力) 电磁力定律:通电的导体正在磁场中受到力的影响,电 磁力的巨细与磁通密度B、导体长度L、电流I的乘积成 正比,即F=BIL。电磁力的宗旨用左手定章判断。 左手定章:伸出左手,拇指与四指笔直,让磁力线穿 入手心、四指的宗旨指向电流的宗旨,则拇指的指向 即是电磁力的宗旨。 第二节 双馈发电机布局 绕组的影响 导体边,线匝,线圈,线圈组,绕组。 绕组的影响:绕组通入电流出现磁场(励磁);绕组 交链的磁通变动出现感到电动势(发电)。 最纯粹的定子死心 返回 最纯粹的三相绕组 三相定子绕组正在空间 上对称分散,互差 120°电角度。 返回 绕组接线 返回 换取绕组与盘旋磁场外面 绕组通入直流电出现静止的磁场。 单相绕组通入单结交流电出现脉振磁场:磁场的巨细和宗旨随 着电流的变动而变动,但磁场的身分褂讪(磁场对称中央线的 身分褂讪)。 三相绕组通入三结交流电出现一个盘旋磁场。 i n1 C Y iA A iB iC X O B Z 30°60°90°120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330° 360° ωt 三相盘旋磁场 出现:三相对称绕组通入三结交流电流出现一个盘旋 磁场。(磁场巨细褂讪、中央身分正在作圆周运动) 盘旋宗旨:从超前相绕组的轴线转向滞后相绕组的轴 线。(从A相转向B相) 转速:转速n1与电流频率成正比、与绕组的磁极对数 60 f 成反比。即 n1 ? p 磁场瞬时身分:当某相电流到达最大时,磁场的中央 线转到该绕组的轴线上。 第三节 双馈发电机道理简介 设双馈电机的定转子绕组均为对称绕组,电机的极对数为p ,遵循盘旋 磁场外面,当定子对称三相绕组施以对称三相电压,有对称三相电流流落后, 会正在电机的气隙中酿成一个盘旋的磁场,这个盘旋磁场的转速1 n 称为同步 转速,它与电网频率f 及电机的极对数p 的相闭如下: 同样正在转子三相对称绕组上通入频率为f2 的三相对称电流,所出现旋 转磁场相看待转子自己的盘旋速率为: 电机用处及分类 电机:实行机、电能量转换的电磁耦合装配。 分类: 电机 变压器 盘旋电机 直流电机 换取电机 同步电机 异步电机 电机可逆道理。 同步发电机道理布局—模子图 返回 小型同步发电机的基础布局 ? ? ? 定子:定子铁芯,定子绕组,机座 转子:转子铁芯,转子绕组,轴,集电环 电刷 ? 其它 同步发电机事情道理总结 同步:转子转速n与旋 转磁场转速n1相像。 pn f ? Hz 60 道理:导体切割磁力 线感到电动势。 若要保障频率恒定,则同步 发电机转速需恒定。 ★★★★★ 三相定子绕组正在空间上对称分散。转子励磁绕组通入直流电流,筑 立按正弦分散的气隙磁场。原动机驱动发电机转子盘旋。定子绕组 次第切割磁力线感到出对称三相正弦电动势,电动势频率与转速、 磁极对数苛苛成正比。接通负载,发电机便把由转轴上取得的呆板 能转化成从定子绕组向外输出的三结交流电能。 返回 第四节 异步发电机基础布局 异步电机概述 ? ? ? 异步:转子的转速n与盘旋磁场的转速n1不相像。 异步电机又称感到电机。 遵循用处可分为:异步电动机,异步发电机。 异步电机基础布局 定子:定子铁芯,定子绕组,机座 转子:转子铁芯,转子绕组,转轴 遵循转子绕组布局的差别又分为鼠笼式异步电机和绕 线式异步电机。 定子铁芯和 冲片 请正在此输入您的文本。请 正在此输入您的文本。请正在 此输入您的文本。请正在此 输入您的文本。请正在此输 入您的文本。 定子绕组 异步电动机定子绕组接电源;异步发电机定子绕组接电网。 绕线式异步电机转子 ? 转子绕组特色:绕线式异步电机转子绕组与定子绕组相通,按三结交流绕 组纪律嵌放正在转子铁芯槽内。三相绕组的尾端凡是正在内部星接,首端通过 滑环、电刷引到接线端子上。从而能够和外部装配实行相连。 永济YJ93A发电机参数 事情制: 相接 相数: 三相 额定功率: 1520 额定转速: 1800 转速限制: 1000-2000 中央高: 500 额定功率下的成果:96.5% 额定功率因数: 1 定子绕组相连形式:三角形 定子电压: 690 定子额定电流: 1064 定子额定频率: 50 KW r/min r/min mm V A Hz ?转子类型: 绕线式 ?转子绕组接线形式:星型 ?转子额定电压: 419 V ?转子堵转电压: 2018 V ?最大转子电流: 450 A ?绝缘等第: H 级 ?布局型式: IM B3 ?极数: 4 极 ?冷却形式: 机壳水泠 ?绕组温升限值: 105 K ?转向: 从输出轴宗旨巡视为逆时针 ?防护等第: IP54 ?重量: 不大于 6350 kg 异步电动机的事情道理 异步电动机定子绕组接通三结交流电源。 三相对称绕组通入三相对称换取电流出现盘旋磁场。 n1 C Y i iA iB iC X A O B Z 30°60°90°120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330° 360° ωt 转子侧物理处境 转子绕组切割磁感线出现感到电动势,因为转子绕组是自闭合 的回途,于是绕组内酿成感到电流。载流的转子绕组正在磁场中 受到电磁力的影响,酿成一个与磁场宗旨相像的电磁转矩,驱 动转子绕轴盘旋。 n1 C Y C n1 S Y n X A X A i2 B Z B e2 N Z 异步电动机事情道理 n1 C Y C n1 S Y n X A ? B Z 电生磁, 磁生电, 转子受力 随着转。 n X A i2 B e2 N Z 定子绕组接换取电源,三相对称绕组流过三相对称换取电流产 生盘旋磁场。 转子绕组切割磁感线出现感到电动势,因为转子绕组是自闭合 的回途,于是绕组内酿成感到电流。 载流的转子绕组正在磁场中受到电磁力的影响,酿成一个与磁场 宗旨相像的电磁转矩,驱动转子绕轴盘旋。 电动机轴上勾结呆板负载,则异步电动机定子绕组从电网接收 电能,转换成从轴上输出的呆板能。 “异步”、“感到” 转子转速n永远与磁场转速n1存正在分别。假如n=n1,则 转子绕组中不再感到电流,也就没有电磁转矩出现, 异步电机无法竣工能量的转换则不行平常事情。 n1 C Y C n1 S Y n X A n X A B Z B N Z 转差率s n1 ? n 转差率s: s? 又称滑差率。 n1 n1 C Y C n1 S Y n X A n X A B Z B N Z 保定电力职业工夫学院李明星 异步发电机事情道理 假如原动机驱动转子,使转子转速n凌驾磁场转速n1,即nn1, 则转子绕组中感到电动势和感到电流的宗旨更改,定子绕组有 功电流宗旨也更改。电磁转矩与转子转向相反为制动本质,原 动机战胜电磁转矩做功,电机定子绕组向电网输出电能。 n1 C Y C n1 Y n X A n X A B Z B Z 保定电力职业工夫学院李明星 异步电动机和异步发电机较量 异步电动机:0nn1, 1s0,电磁转矩为驱动 本质,电机从电网输入电 功率,从轴上输出呆板功 率。 n1 C Y C ? 异步发电机:nn1, s0,电磁转矩为制动 本质,电机从轴上输入 呆板功率,向电网输出 电功率。 n1 Y n X A X n A B Z B Z 第五节 双馈异步电机基础道理 定子侧频率为f1。(50Hz,或记为f)。 转子侧频率为f2。f2=sf1。 即:转子转速越亲切磁场转速,转子绕组交链的磁通 变动速率越小,频率就越低。 n1 C Y C n1 Y n X A X n A B Z B Z pCu2=sPem 剖判与开导 “异步”的起因是因为 转子绕组上消费了电磁 功率中的一一面。豪彩平台登录 ? 电磁功率Pem基础褂讪 时,若更改pCu2,则转 差率s更改,即电机转速 n更改。 ? 若通过转子绕组输出或 输入电功率PZ,异步电 机的事情状况将发作改 变。 凡是来说,该把握形式下 运转时, PZ巨大于转子 自己铜损耗pCu2,因而 近似说明时能够漠视 pCu2 ,而把PZ称为转差 功率:PZ=sPem。 ? 双馈电机事情道理 电网 电网频率 f1 同步转速 1 n1= 60f p 转子转速 n = n1(1-s) (1-s)Pem 呆板功率 转差功率 sPem 电网频率 f1 同步转速 Pem 变压器 1 n1= 60f p 转子转速 n双馈电机 = n1(1-s) (1-s)Pem 转子频率 f2 = sf1 呆板功率 变频器 转差功率 sPem 把握信号 电网 电网频率 f1 同步转速 Pem 变压器 1 n1= 60f p 转子转速 双馈电机 n = n1(1-s) 转子频率 (1+s)Pem f2 = sf 1 呆板功率 变频器转差功率 sPem 把握信号 电网 电网频率 f1 同步转速 Pem 变压器 1 n1= 60f p 转子转速 n双馈电机 = n1(1-s) (1+s)Pem 转子频率 f2 = sf1 呆板功率 变频器 转差功率 sPem 把握信号 Pem 变压器 双馈电机 转子频率 f2 = sf1 变频器 把握信号 电网 低于同步转速的电动机状况 n1 C Y ? 高于同步转速的电动机状况 n1 C Y n X A X n A B Z B Z 双馈电机事情道理 电网 电网频率 f1 (1+s)Pem 电网频率 f1 电网 (1+s)Pem 电网频率 f1 电网 (1-s)Pf em 电网频率 1 电网 (1-s)Pem Pem 变压器 双馈电机 转子频率 f2 = sf1 变频器 把握信号 同步转速 同步转速 变压器 Pem 60f 60f1 n1= p n1= p 1 转子转速 转子转速 n = n1(1-s) n = n双馈电机 1(1-s) (1+s)Pem 呆板功率 同步转速 同步转速 变压器 Pem 变压器 Pem 60f 60f1 n1= p n1= p 1 转子转速 转子转速 双馈电机 n = n (1-s) n = n双馈电机 1(1-s) 1 (1-s)Pem 转子频率 f2 = sf1 呆板功率 Pem (1+s) 转子频率 f2 = sf1 呆板功率 变频器 转差功率 sPem 把握信号 Pem (1-s) 转子频率 f2 = sf1 呆板功率 变频器 转差功率 sPem 把握信号 转差功率 sPem 变频器 把握信号 转差功率 sPem 高于同步转速的发电机状况 n1 C Y ? 低于同步转速的发电机状况 n1 C Y n X A X n A B Z B Z 双馈发电机转子侧的变频及把握 装配 ? 变频器:因为转子侧频率与转子转速相闭,因而转子绕 组需正在通过变频器、变压器与电网相相连。 把握信号:除定子侧电量外,转子侧的转速、电压、电 ? 流信号必要说明行为反应信号,以把握变频器的输出及 呆板变速装配的运转。 几种发电机比较 ? 同步风力发电机,若依旧频率褂讪,必要依旧恒定转速。 呆板把握条件更苛苛。 平时异步风力发电机,转速必要高于同步转速才华事情 ? 正在发电机状况。 ? 双馈异步风力发电机,能够超同步转速运转,也能够亚 同步转速运转。呆板把握更为容易。 第六节 双馈异步电机的保护 双馈异步发电机的懦弱闭头 绕组(绕组绝缘):定子绕组、转子绕组。 轴承。 滑环、电刷。 绕组的常睹阻碍 ? 短途。(不该接通的通了)。 囊括:绝缘电阻低浸。 ? 断途。(该接通的没通) 囊括:绕组回途直流电阻(含接触电阻)变大。 绕组直流电阻的测试 ? ? ? 可应用万用外、单臂电桥、双臂电桥等仪外。 测试三相定子绕组回途的直流电阻。 测转子绕组回途的直流电阻。 ? ? 与出厂值比较。 说明三相绕组直流电阻的不均衡度。凡是条件不衡度小 于2%。 测试、说明接电刷接触电阻,与出厂轨范较量。 ? 绕组绝缘电阻的测试 ? 绕组的绝缘电阻反应了绝缘资料质地、受损景况、老化 景况、吸潮及尘埃浸积水准等讯息。 纵然没有到达最低值,也应遵循景况实行干燥、干净等 ? 管制。 ? 第一次运转前,或长时候不运转、历久安置之后再运转, 或检修之后都要实行绝缘电阻的测试。 绕组绝缘电阻的测试 平时测试要领:用兆欧外,加压1分钟后读数。 ? 预防:绕组意外试的一面及测温元件等都要接地。 电刷的保护 滑环的保护 轴承的保护 ? ? ? 监测温度、温升。 按期退换润滑脂。 退换轴承。 感谢民众!




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