雙饋異步發電機

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發布時間：2013/9/18 10:50:40
作者：AnyWay中國

一、概述

　　雙饋異步發電機（Doubly-FedInductionGenerator，簡稱DFIG），簡稱雙饋發電機，是一種繞線式轉子發電機，由于定子、轉子均可發電，采用轉子交流勵磁，也稱雙饋交流勵磁發電機，用于風力發電機組時，又稱雙饋異步風力發電機。
　　雙饋異步發電機的定子和轉子均可發電饋網，通過對轉子電流的控制使發電機定子在不同轉速時輸出恒頻交流電直接饋網，轉子通過變流器饋網，而轉子變流器的容量僅為電機容量的1/4左右，相比全功率變流器而言，成本大幅下降，具有廣闊的應用前景。

二、工作原理

　　雙饋異步發電機的轉子受外部變流器控制，變流器給轉子繞組供電，在轉子中會形成一個旋轉磁場，該旋轉磁場與轉子的機械轉速產生的旋轉磁場相疊加，轉速隨風速變化而變化，但是，只要轉速在一定范圍內，調節轉子頻率，總能使疊加磁場的旋轉速度等于定子的同步轉速，從而在定子繞組中感應出固定頻率（工頻）的電壓。
　　相比普通三相異步電動機而言，轉子的電流頻率相當于普通三相異步電動機的轉差率乘以定子頻率，因此，也稱轉差頻率。三相異步電動機的定子頻率固定，轉差率和轉速受負載影響，而雙饋異步發電機轉速是外部輸入條件，為滿足并網要求，定子頻率必須固定，因此，只能通過變流器使轉子電流頻率跟隨轉速變化而變化。
　　當發電機的轉速低于同步轉速時，變流器提供正相序交流勵磁，轉子從變流器吸收電能；當發電機的轉速高于同步轉速時，變流器提供負相序交流勵磁，轉子通過變流器向電網饋電；當發電機的轉速等于同步轉速時，變流器提供直流勵磁。

雙饋異步風力發電機組

三、特點與應用

　　雙饋異步發電機采用交流勵磁，可調節量有：頻率、幅值、相序、相位四個量，不但可以穩定發電機定子輸出頻率，還可調節發電機輸出的有功功率和無功功率，實現發電機的最大風能跟蹤控制和并網的功率因數。
　　作為風力發電機使用時，風速總是變化的，因此，發電機轉速也會產生相應變化，對于普通異步發電機或同步發電機而言，轉速變化，其發出電能的頻率也會隨之變化，因此，為了滿足這些電能的饋網，必須加上變流裝置，使其輸出頻率穩定，這種變流器，稱為全功率變流器。而雙饋異步風力發電機的定子可直接饋網，通過變流器饋網的轉子功率僅為電機總功率的1/4左右，雙饋異步發電機的上述特點，使其特別適用于風力發電等變速恒頻的場合。但是，雙饋風力發電機額定轉速較高，風力機轉速較低，兩者之間需要經過齒輪箱變速，齒輪箱的故障率較高是雙饋風力發電機組的主要不足。