Индукционный генератор с двойным питанием, как следует из его названия, представляет собой трехфазный индукционный генератор, в котором на обмотки ротора и статора подается трехфазный сигнал переменного тока. Он состоит из многофазных обмоток, размещенных на корпусах ротора и статора. Он также состоит из узла многофазного контактного кольца для передачи мощности на ротор. Обычно он используется для выработки электроэнергии в генераторах ветряных турбин.

Прежде чем перейти к дальнейшим подробностям об индукционном генераторе с двойным питанием, используемом в генераторах ветряных турбин, позвольте нам получить краткое представление о производстве электроэнергии с использованием энергии ветра.

Как мы уже знаем, энергия ветра в последнее время является одним из наиболее широко используемых возобновляемых источников энергии. Большие турбины вращаются в зависимости от дуновения ветра и, соответственно, вырабатывается электричество. Обычно ветряные турбогенераторы работают в диапазоне скоростей ветра между максимальной скоростью (минимальная скорость ветра, необходимая для подключения генератора к электросети) и максимальной скоростью ветра (максимальная скорость ветра, необходимая для отключения генератора от электросети). ).

4 типа ветряных генераторов:

Тип 1: Он состоит из индукционного генератора с короткозамкнутым ротором, подключенного непосредственно к электросети. Используется для небольшого диапазона скорости ветра.
Тип 2: он состоит из преобразователя AC-DC-AC в дополнение к индукционному генератору перед подключением к электросети.
Тип 3: Он состоит из индукционного генератора с фазным ротором, подключенного непосредственно к сети, где скорость вращения роторов регулируется с помощью реостата.
Тип 4: он состоит из индукционного генератора с двойной подачей, подключенного непосредственно к сети, где скорость ротора регулируется с помощью обратных преобразователей.

Базовое введение в производство электроэнергии из энергии ветра с использованием индукционного генератора с двойным питанием.

DFIG состоит из трехфазного ротора и трехфазного статора. На ротор подается трехфазный сигнал переменного тока, который индуцирует переменный ток в обмотках ротора. Когда ветряные турбины вращаются, они оказывают на ротор механическую силу, заставляя его вращаться. Когда ротор вращается, магнитное поле, создаваемое переменным током, также вращается со скоростью, пропорциональной частоте переменного сигнала, подаваемого на обмотки ротора. В результате через обмотки статора проходит постоянно вращающийся магнитный поток, который вызывает индукцию переменного тока в обмотке статора. Таким образом, скорость вращения магнитного поля статора зависит от скорости ротора, а также от частоты переменного тока, подаваемого на обмотки ротора.

Основным требованием для выработки электроэнергии с использованием энергии ветра является получение сигнала переменного тока постоянной частоты независимо от скорости ветра. Другими словами, частота сигнала переменного тока, генерируемого на статоре, должна быть постоянной независимо от изменений скорости ротора. Для этого необходимо отрегулировать частоту сигнала переменного тока, подаваемого на обмотки ротора.

“как работает электронный гироскоп ”

Система выработки энергии ветра с использованием индукционного генератора с двойным питанием

Частота сигнала переменного тока ротора увеличивается по мере уменьшения скорости ротора и имеет положительную полярность, и наоборот. Таким образом, частота сигнала ротора должна быть отрегулирована так, чтобы частота сигнала статора была равна частоте сети. Это делается путем регулировки чередования фаз обмоток ротора таким образом, чтобы магнитное поле ротора было в том же направлении, что и ротор генератора (в случае уменьшения скорости ротора), или в направлении, противоположном направлению ротора генератора (в случае увеличения скорости ротора). ).

Вся система состоит из двух обратных преобразователей - преобразователя на стороне машины и преобразователя на стороне сети, включенных в контур обратной связи системы. Преобразователь на стороне машины используется для управления активной и реактивной мощностью путем управления компонентами d-q ротора, а также крутящим моментом и скоростью машины. Преобразователь на стороне сети используется для поддержания постоянного напряжения в звене постоянного тока и обеспечивает работу с единичным коэффициентом мощности, сводя реактивную мощность, потребляемую из энергосистемы, к нулю. Конденсатор подключен между двумя преобразователями, так что он действует как накопитель энергии. Такое расположение «спина к спине» обеспечивает выход с фиксированным напряжением и фиксированной частотой независимо от выходной переменной частоты и выходного напряжения генератора. Другими применениями индукционных генераторов являются маховиковые накопители энергии, гидроаккумулирующие электростанции, преобразователи энергии, питающие железнодорожную электрическую сеть из общедоступной сети с фиксированной частотой.

Немного знаний о всей ветроэнергетической системе

Вся система состоит из следующих компонентов:

Принцип работы индукционного генератора с двойным питанием

Ветряная турбина: Ветряная турбина, как правило, представляет собой вентилятор, состоящий из 3 лопастей, которые вращаются при ударе ветра. Ось вращения должна быть совмещена с направлением ветра.
Коробка передач: Это высокоточная механическая система, которая использует механический метод для преобразования энергии от одного устройства к другому.
Индукционный генератор с двойной подачей: Это электрический генератор, используемый для преобразования механической энергии в электрическую энергию переменной частоты.
Конвертер стороны сетки: Это схема преобразователя переменного тока в постоянный, которая используется для подачи на инвертор регулируемого постоянного напряжения. Он используется для поддержания постоянного напряжения в промежуточном контуре.
Конвертер со стороны ротора: Это инвертор постоянного и переменного тока, который используется для подачи регулируемого переменного напряжения на ротор.

5 причин, почему предпочтение отдается ветроэнергетике с использованием асинхронного двигателя с двойным питанием

Выходной сигнал постоянной частоты в сеть независимо от переменной скорости вращения ротора.
Низкая номинальная мощность, необходимая для силовых электронных устройств, и, следовательно, низкая стоимость системы управления.
Коэффициент мощности контролируется, т.е. поддерживается равным единице.
Производство электроэнергии при низкой скорости ветра.
Силовой электронный преобразователь должен обрабатывать долю от общей нагрузки, то есть 20-30%, а также стоимость этого преобразователя ниже, чем в случае других типов генераторов.

Что-то подумать!

Все, что я дал, - это базовое введение в производство энергии ветра с помощью индукционного генератора с двойным питанием. Затем выскажите свое мнение о различных методах управления сигналом переменного тока, подаваемым на ротор.