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1、各種風(fēng)電機組結(jié)構(gòu)類型介紹,2020/9/4,,,內(nèi)容提綱,失速型異步發(fā)電機組 雙饋型變速恒頻發(fā)電機組 雙饋無刷發(fā)電機組 異步鼠籠發(fā)電機+四象限變流器機組 低速永磁直驅(qū)發(fā)電機組 中速半直驅(qū)永磁發(fā)電機組,,內(nèi)容提綱,高速永磁發(fā)電機組 中速、高速電勵磁式同步發(fā)電機組 直驅(qū)型電勵磁式同步發(fā)電系統(tǒng)機組 復(fù)合勵磁發(fā)電機組 齒輪箱速比可調(diào)的風(fēng)力發(fā)電機組機組 多發(fā)電機型風(fēng)力發(fā)電機組,結(jié)構(gòu)a,,風(fēng)力發(fā)電機組結(jié)構(gòu)形式,針對目前國際市場上和一些研究部門的研究結(jié)果，按照機組選用的驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)、發(fā)電機和功率變送裝置的不同，大致可劃分為下列幾種結(jié)構(gòu)形式的風(fēng)力發(fā)電機組。 結(jié)構(gòu)a：此結(jié)構(gòu)為20世紀80年代、90年代丹麥制造商普
2、遍常用的結(jié)構(gòu)，上風(fēng)向，失速調(diào)節(jié)，三葉片，采用籠型感應(yīng)發(fā)電機、電容無功功率補償裝置和軟啟動裝置。,,,,結(jié)構(gòu)b,結(jié)構(gòu)b：采用全容量的頻率變換器替代電容無功功率補償和軟啟動裝置，使機組可以變速運行。,,,,結(jié)構(gòu)c,結(jié)構(gòu)c：這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用于繞線轉(zhuǎn)子發(fā)電機，20世紀90年代被Vestas所采用，稱為“優(yōu)化滑差”（Optislip）技術(shù)，基本思想是通過控制轉(zhuǎn)子外部串接的電子變換裝置，達到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻的目的，優(yōu)化機組滑差運行范圍在10%左右。機組可在一定滑差范圍內(nèi)變速運行。,,,,,,,,結(jié)構(gòu)d,結(jié)構(gòu)d：這種結(jié)構(gòu)適用于繞線轉(zhuǎn)子雙饋感應(yīng)發(fā)電機，采用頻率變換器直接控制轉(zhuǎn)子繞組的電流，達到控制發(fā)電機功率輸出的目的
3、，采用的頻率變換器為發(fā)電機額定功率的20%30%容量。這種概念的引進有兩個優(yōu)點：較之優(yōu)化滑差調(diào)節(jié)變速范圍加寬，較之全容量功率變換器成本降低。機組可在30%滑差范圍內(nèi)變速運行。,,,,,,,,結(jié)構(gòu)e,結(jié)構(gòu)e：這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用在離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機上較普遍，無齒輪箱式永磁發(fā)電機，23葉片上風(fēng)向，通過整流橋給電池充電。2000年由ABB提出應(yīng)用此種結(jié)構(gòu)，采用多極3.5MW永磁發(fā)電機，二極管整流橋產(chǎn)生21kV的直流電壓，采用輕型直流輸電（HVDC Light）技術(shù)輸送電能。,,,,,,,,,,結(jié)構(gòu)f,結(jié)構(gòu)g,結(jié)構(gòu)f：這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用不普遍，原因有：需要外部勵磁電路，需要滑環(huán)，機組安全控制更復(fù)雜。 結(jié)構(gòu)g：這種結(jié)構(gòu)
4、應(yīng)用也不普遍，原因是功率變換器需四象限運行。,,,,,,,,,結(jié)構(gòu)h,結(jié)構(gòu)h：這種結(jié)構(gòu)采用多極同步發(fā)電機，不需齒輪箱傳動，Enercon和Lagerwey風(fēng)機制造商的機組有采用此種技術(shù)。,總之，結(jié)構(gòu)a屬傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機概念，不支持變速運行外，其它結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機組都可變速運行 。,失速,主動失速,水平軸,立軸,,失速型異步發(fā)電機組,雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)：,雙饋無刷發(fā)電機型：,雙饋無刷發(fā)電機：,異步鼠籠發(fā)電機 + 四象限變流器,1）通過改變定子側(cè)同步頻率的方式實現(xiàn)并 網(wǎng)發(fā)電； 2）無滑環(huán)，可靠運行，長壽命，適合于海上風(fēng)電場； 3）發(fā)電機價格低廉； 4）低速時可電動運行.,直驅(qū)型,直驅(qū)型控制圖,半直
5、驅(qū)型,, 一級行星齒輪箱 9:1 發(fā)電機轉(zhuǎn)速：190rpm 極數(shù)：72極,半直驅(qū)型,高速永磁發(fā)電機型,ABB高速永磁發(fā)電機組,,frequency converter,,Advanced solution: PM generator with high speed speed gear,,,,,,,,,synchronous generator (speed typically 1000...2000 rpm),gearbox,pitch drive,rotor bearing,,wind turbine control,converter control,,,DC,genera
6、tor side converter,line side converter,,,,10 ... 24 kV, f = 50 Hz or 60 Hz,,,,line coupling transformer,main circuit breaker,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,brake,,,medium voltage switchgear,,,,,Advanced solution: PM generator with high speed gear,Mechanically identical to main stream solutions No slip ring
7、s Typically 6 or 8 pole Generator speed typically 10002000 rpm Low generator weight, compact design High efficiency generator,,,,,,,,,,Star connection, possible solution for wind farms,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,filter,main converter 15...30 MW,DC-link i.e. 3...5 kV or 18.. .24 kV or low frequency,,,
8、main control center,,data bus,,,,10...24 kV f = 50 Hz or 60 Hz,,line coupling transformer,Container,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,generator side converter,中速、高速電勵磁式同步發(fā)電系統(tǒng),低速直驅(qū)型電勵磁同步發(fā)電系統(tǒng),復(fù)合勵磁發(fā)電系統(tǒng),復(fù)合勵磁永磁同步發(fā)電機的總體結(jié)構(gòu),,1-轉(zhuǎn)軸 2-軸承 3-端蓋 4-輔助電勵磁部分 5-定子 6 -轉(zhuǎn)子,氣隙磁場可調(diào)，輸出電壓穩(wěn)定 功率密度高，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，無刷 適合應(yīng)用于無齒輪箱直驅(qū)或一級齒輪箱中速風(fēng)力發(fā)電,齒輪箱速比可調(diào)的風(fēng)力發(fā)電機組,個 250rpm 永磁同步發(fā)電機,多發(fā)電機型,,永磁多發(fā)電機型：,交流異步多發(fā)電機型：,本節(jié)結(jié)束！,
各種風(fēng)電機組結(jié)構(gòu)類型介紹
