第七章双馈风力发电机工作原理完整
第七章双馈风力发电机工作原理
我们通常所讲的双馈异步发电机实质上是一种绕线式转子电机，由于其定、转子都能向电网馈电，故简称双馈电机。双馈电机虽然属于异步机的范畴，但是由于其具有独立的励磁绕组，可以象同步电机一样施加励磁，调节功率因数，所以又称为交流励磁电机，也有称为异步化同步电机。
同步电机由于是直流励磁，其可调量只有一个电流的幅值，所以同步电机一般只能对无功功率进行调节。交流励磁电机的可调量有三个：一是可调节的励磁电流幅值；二是可改变励磁频率；三是可改变相位。这说明交流励磁电机比同步电机多了两个可调量。
通过改变励磁频率，可改变发电机的转速，达到调速的目的。这样，在负荷突变时，可通过快速控制励磁频率来改变电机转速，充分利用转子的动能，释放或吸收负荷，对电网扰动远比常规电机小。
改变转子励磁的相位时，由转子电流产生的转子磁场在气隙空间的位置上有一个位移，这就改变了发电机电势与电网电压相量的相对位移，也就改变了电机的功率角。这说明电机的功率角也可以进行调节。所以交流励磁不仅可调节无功功率，还可以调节有功功率。
交流励磁电机之所以有这么多优点，是因为它采用的是可变的交流励磁电流。但是，实现可变交流励磁电流的控制是比较困难的，本章的主要内容讲述一种基于定子磁链定向的矢量控制策略，该控制策略可以实现机组的变速恒频发电而且可以实现有功无功的独立解耦控制，当前的主流双馈风力发电机组均是采用此种控制策略。
一、双馈电机的基本工作原理
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，根据旋转磁场理论，当定子对称三相绕组施以对称三相电压，有对称三相电流流过时，会在电机的
n称为同步转速，它与电网频率气隙中形成一个旋转的磁场，这个旋转磁场的转速
1
1f 及电机的极对数p 的关系如下：
p
f n 1
160=
（3-1）
同样在转子三相对称绕组上通入频率为2f 的三相对称电流，所产生旋转磁场相对于转子本身的旋转速度为：
p
f n 2
260=
（3-2）
由式3-2可知，改变频率2f ，即可改变2n ，而且若改变通入转子三相电流的相序，还可以改变此转子旋转磁场的转向。因此，若设1n 为对应于电网频率为50Hz 时双馈发电机的同步转速，而n 为电机转子本身的旋转速度，则只要维持
常数==±12n n n ，见式3-3，则双馈电机定子绕组的感应电势，如同在同步发电机
时一样，其频率将始终维持为1f 不变。
常数==±12n n n
（3-3）
双馈电机的转差率1
1n n
n S -=，则双馈电机转子三相绕组内通入的电流频率应为：
S f pn f 12
260
==
（3-4）
公式3-4表明，在异步电机转子以变化的转速转动时，只要在转子的三相对称绕组中通入转差频率（即S f 1）的电流，则在双馈电机的定子绕组中就能产生50Hz 的恒频电势。所以根据上述原理，只要控制好转子电流的频率就可以实现变速恒频发电了。
根据双馈电机转子转速的变化，双馈发电机可有以下三种运行状态： 1. 亚同步运行状态：在此种状态下1n n <，由转差频率为2f 的电流产生的旋转
磁场转速2n 与转子的转速方向相同，因此有12n n n =+。
2. 超同步运行状态：在此种状态下1n n >，改变通入转子绕组的频率为2f 的电
流相序，则其所产生的旋转磁场的转速2n 与转子的转速方向相反，因此有
12n n n =-。
3. 同步运行状态：在此种状态下1n n =，转差频率02=f ，这表明此时通入转
子绕组的电流频率为0，也即直流电流，与普通的同步电机一样。
下面从等效电路的角度分析双馈电机的特性。首先，作如下假定： 1. 只考虑定转子的基波分量，忽略谐波分量 2. 只考虑定转子空间磁势基波分量 3. 忽略磁滞、涡流、铁耗
4. 变频电源可为转子提供能满足幅值、频率、功率因数要求的电源，不计其阻
抗和损耗。
发电机定子侧电压电流的正方向按发电机惯例，转子侧电压电流的正方向按电动机惯例，电磁转矩与转向相反为正，转差率S 按转子转速小于同步转速为正，参照异步电机的分析方法，可得双馈发电机的等效电路，如图3-1所示：
根据等效电路图，可得双馈发电机的基本方程式：
??
???
????-=-==???? ??++-=+--=m
m m I I I jX I E E jX s R I E s U jX R I E U &&&&&&&&&&&&'21'21'2'2'2'2'
211111)()( （3-5）
式中：
● 1R 、1X 分别为定子侧的电阻和漏抗
● '2R 、'
2X 分别为转子折算到定子侧的电阻和漏抗
● m X 为激磁电抗
● 1U &、1E &、1
I &分别为定子侧电压、感应电势和电流
● '2E &、'2I &分别为转子侧感应电势，转子电流经过频率和绕组折算后折算
到定子侧的值。
● '2U &转子励磁电压经过绕组折算后的值，s U /'2&为'2U &再经过频率折算后的
值。
普通的绕线转子电机的转子侧是自行闭合的，
根据基尔霍夫电压电流定律可以写出普通绕线式转子电机的基本方程式：
?????????-=-==???
? ??+=+--=m
m m I I I jX I E E jX s R I E jX R I E U &&&&
&&&&&&&'21'21'2'
2'2'2
11111)
()( （3-6）
从等值电路和两组方程的对比中可以看出，双馈电机就是在普通绕线式转子电
机的转子回路中增加了一个励磁电源，恰恰是这个交流励磁电源的加入大大改善了双馈电机的调节特性，使双馈电机表现出较其它电机更优越的一些特性。下面我们根据两种电机的基本方程画出各自的矢量图，从矢量图中说明引入转子励磁电源对有功和无功的影响。
从矢量图中可以看出，对于传统的绕线式转子电机，当运行的转差率s 和转子
参数确定后，定转子各相量相互之间的相位就确定了，无法进行调整。即当转子的转速超过同步转速之后，电机运行于发电机状态，此时虽然发电机向电网输送有功功率，但是同时电机仍然要从电网中吸收滞后的无功进行励磁。但从图3-4中可以看出引入了转子励磁电压之后，定子电压和电流的相位发生了变化，因此使得电机的功率因数可以调整，这样就大大改善了发电机的运行特性，对电力系统的安全运行就有重要意义。
二、 双馈发电机的功率传输关系
风力机轴上输入的净机械功率（扣除损耗后）为mech P ，发电机定子向电网输出的电磁功率为1P ，转子输入/输出的电磁功率为2P ，s 为转差率，转子转速小于同步转速时为正，反之为负。2P 又称为转差功率，它与定子的电磁功率存在如下关系：
12P s P =
如果将2P 定义为转子吸收的电磁功率，那么将有：
12sP P =
此处s 可正可负，即若0>s ，则02>P ，转子从电网吸收电磁功率，若0
下面考虑发电机超同步和亚同步两种运行状态下的功率流向：
2.1 超同步运行状态
顾名思义，超同步就是转子转速超过电机的同步转速时的一种运行状态，我们
称之为正常发电状态。（因为对于普通的异步电机，当转子转速超过同步转速时，就会处于发电机状态）。
根据图中的功率流向和能量守恒原理，流入的功率等于流出的功率
1
1
1
)
1(P
s
P
s
P
P
mech
+
=
+
=
因为发电机超同步运行，所以0
<
s，所以上式可进一步写成：
1
)
1(P
s
P
mech
-
=
将上述式子归纳得：超同步速，0
<
s，
1
P
P
mech
>
2.2 亚同步运行状态
即转子转速低于同步转速时的运行状态，我们可以称之为补偿发电状态（在亚同步转速时，正常应为电动机运行，但可以在转子回路通入励磁电流使其工作于发电状态）
根据图中3-7以及能量守恒原理，流入的功率等于流出的功率：
11P P s P mech =+
因为发电机亚同步运行，所以0>s ，所以上式可进一步写成：
1)1(P s P mech -=
将上述式子归纳得到，亚同步速，0>s ，2P P mech <
三、 双馈电机的数学模型
上一节，我们从双馈电机的稳态等效电路以及功率流向的角度分析了双馈电机的工作原理，但这对于控制来说是远远不够的，本节我们将从数学模型的角度来分析双馈电机，为下一步的控制做准备。
双馈电机的数学模型与三相绕线式感应电机相似，是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。为了建立数学模型，一般作如下假设：
1. 三相绕组对称，忽略空间谐波，磁势沿气隙圆周按正弦分布
2. 忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是线性的
3. 忽略铁损
4. 不考虑频率和温度变化对绕组的影响。 在建立基本方程之前，有几点必须说明：
1. 首先要选定好磁链、电流和电压的正方向。图3-9所示为双馈电机的物理模
型和结构示意图。图中，定子三相绕组轴线A 、B 、C 在空间上是固定，a 、b 、c 为转子轴线并且随转子旋转，r θ为转子a 轴和定子A 轴之间的电角度。
它与转子的机械角位移m θ的关系为p r m n /θθ=，p n 为极对数。各轴线正方向取为对应绕组磁链的正方向。定子电压、电流正方向按照发电机惯例标示，正值电流产生负值磁链；转子电压、电流正方向按照电动机惯例标示，正值电流产生正值磁链。
2. 为了简单起见，在下面的分析过程中，我们假设转子各绕组各个参数已经折
算到定子侧，折算后定、转子每相绕组匝数相等。
于是，实际电机就被等效为图3-9所示的物理模型了。双馈电机的数学模型包括电压方程、磁链方程、运动方程、电磁转矩方程等。
3.1 电压方程
选取下标s 表示定子侧参数，下标r 表示转子侧参数。定子各相绕组的电阻均取
值为s r ，转子各相绕组的电阻均取值为r r 。 于是，交流励磁发电机定子绕组电压方程为：
A A s A D i r u ψ+-=
B B s B D i r u ψ+-=
C C s C
D i r u ψ+-=
转子电压方程为： a a r a D i r u ψ+=
b b r b D i r u ψ+=
c c r c D i r u ψ+=
可用矩阵表示为：
???
???
???
???
???
??
???+???????????????????????????????
?????????---=????????????????????c b a C B A c b a C B A r r r s s s c b a C B A D D D D D D i i i i i i r r r r r r u u u u u u ψψψψψψ0
00000
000000000000000000000 （3-7）
或写成：
DψRi u +=
式中： c u u u u u u b a C B A 、、、、、 ——定子和转子相电压的瞬时值； c i i i i i i b a C B A 、、、、、
——定子和转子相电流的瞬时值；
c ψψψψψψ、、、、、b a C B A ——各组绕组的全磁链；
r s r r 、 ——定子和转子的绕组电阻
D ——微分算子
dt
d
3.2 磁链方程
定转子各绕组的合成磁链是由各绕组自感磁链与其它绕组互感磁链组成，按照
上面的磁链正方向，磁链方程式为：
??????????
?????????
????????????????
???
??------------------=???????????????????
?c b a C B A cc cb
ca
cC
cB
cA bc bb ba bC bB bA ac ab aa aC aB aA Cc Cb Ca CC CB CA Bc Bb Ba BC BB BA Ac Ab Aa AC AB
AA c b a C B A i i i i i i L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L ψψψψψψ （3-8）
或写成：
Li ψ=
式中的电感L 是个6*6的矩阵，主对角线元素是与下标对应的绕组的自感，其
他元素是与下标对应的两绕组间的互感。
由于各相绕组的对称性，可认定定子各相漏感相等，转子各相漏感也相等，定
义定子绕组每相漏感为ls L ，定子每相主电感为ms L ，转子绕组每相漏感为lr L ，转子每相主电感为mr L ，由于折算后定、转子绕组匝数相等，且各绕组间互感磁通都通过气隙，磁阻相等，故可认为：mr ms L L =。 定子各相自感为：
ms ls CC BB AA L L L L L +===
转子各相自感为：
mr lr cc bb aa L L L L L +===
两相绕组之间只有互感。互感可分为两类：
1. 定子三相彼此之间和转子三相彼此之间的位置是固定的，故互感为常值
2. 定子任一相和转子任一相之间的位置是变化的，互感是r θ的函数
先看其中的第一类互感，由于三相绕组的轴线在空间的相位差是o 120，在假设气隙磁通为正弦分布的条件下，忽略气隙磁场的高次谐波，互感为：
ms o ms L L 2
1
)120cos(-=
于是：
mr
ac cb ba ca bc ab ms
AC CB BA CA BC AB L L L L L L L L L L L L L L 2
1
2
1
-======-======
至于第二类定、转子间的互感，当忽略气隙磁场的高次谐波，则可近似为是定、
转子绕组轴线电角度r θ的余弦函数。当两套绕组恰好在同一轴线上时，互感有最大值sr L （互感系数），于是：
r sr cC Cc bB Bb aA Aa L L L L L L L θcos ======
??? ??
+======πθ32cos r sr cB Bc aC Ca bA Ab L L L L L L L
??? ?
?
-======πθ32cos r sr bC Cb aB Ba cA Ac L L L L L L L
代入磁链方程，就可以得到更进一步的磁链方程。这里为方便起见，将他写成分块矩阵的形式：
??
?
?????????--=??????abc ABC rr rs
sr ss
abc ABC i i L L L L ψψ 其中： []T C B A ABC ψψψψ=； []T c b a abc ψψψψ=；
[]T
C B A ABC i i i i =；
[]T
c b
a
abc i i i i =；
??
?
?????????????
+---+---
+=ls ms ms ms ms ls ms ms
ms ms ls ms ss L L L L
L L L L L L L L L 21212
1212121
??
?????
?????????
+-
--+---
+=lr mr
mr mr mr lr mr mr
mr mr lr mr rr L L L L
L L L L L L L L L 2
12
121212121
????????
???????
?????? ??+??? ??-??? ??
-??? ??+??? ??
+??? ??-==r
r r r r r r r r sr T
rs
rs L L L θπθπθπθθπθπθπθθcos 32cos 32cos 32cos cos 32cos 32cos 32cos cos
rs L 和sr L 两个分块矩阵互为转置，
且与转角位置r θ有关，他们的元素是变参数，这是系统非线性的一个根源。为了把变参数转化为常参数需要进行坐标变换，这将在后面讨论。
需要注意的是：
1. 定子侧的磁链正方向与电流正方向关系是正值电流产生负值磁链，不同
于一般的电动机惯例，所以式3-8中出现了负号“-”；
2. 转子绕组经过匝数比变换折算到定子侧后，定、转子绕组匝数相等，且
各绕组间互感磁通都通过气隙，磁阻相同，故可以认为转子绕组主电感、定子绕组主电感与定转子绕组间互感系数都相等。即sr mr ms L L L ==
3.3 运动方程
交流励磁电机内部电磁关系的建立，离不开输入的机械转矩和由此产生的电磁转矩之间的平衡关系。简单起见，忽略电机转动部件之间的摩擦，则转矩之间的平衡关系为：
dt
d n J T T p
e m ω
+
= （3-9）
式中，m T 为原动机输入的机械转矩，e T 为电磁转矩，J 为系统的转动惯量，p
n 为电机极对数，ω为电机的电角速度。
从磁场能量根据机电能量转换原理，可以得出电磁转矩方程：
??
?
?????+??=r r sr
T s s r rs T r p e i L i i L i n T θθ21
=()()()?????
?????????? ??-++++??? ?
?++++++-πθπθθ32sin 32sin sin r
b C a B
c A r a C c B b A r c
C b B a A sr p i i i i i i i i i i i i i i i i i i L n
应该指出，上述公式是在磁路为线性、磁场在空间按正弦分布的假定条件下得出的，但对定、转子的电流波形没有任何假定，它们都是任意的。因此，上述电磁转矩公式对于研究由变频器供电的三相转子绕组很有实用意义。
上述若干式子构成了交流励磁发电机在三相静止轴系上的数学模型。可以看出，该数学模型即是一个多输入多输出的高阶系统，又是一个非线性、强耦合的系统。分析和求解这组方程式非常困难的，即使绘制一个清晰的结构图也并非易事。为了使交流励磁电机具有可控性、可观性，必须对其进行简化、解耦，使其成为一个线性、解耦的系统。其中简化、解耦的有效方法就是矢量坐标变换。
四、 坐标变换及变换阵
4.1 交流电机的时空矢量图
根据电路原理，凡随时间作正弦变化的物理量（如电动势、电压、电流、磁通
等）均可用一个以其交变频率作为角速度而环绕时间参考轴（简称时轴t ）逆时针旋转的时间矢量（即相量）来代替。该相量在时轴上的投影即为缩小2倍的该物理量的瞬时值。我们这里介绍的时空矢量图表示法是一种多时轴单相量表示法，即每相的时间相量都以该相的相轴作为时轴，而各相对称的同一物理量用一根统一的时间向量来代表。如图3.10所示，只用一根统一的电流相量1I &（定子电流）即可代表定子的对称三相电流。不难证明，1I &在A 上的投影即为该时刻A i 瞬时值的2/1倍；在B 上的投影即为该时刻B i 瞬时值的2/1倍；在C 上的投影即为该时刻C i 瞬时值的2/1倍
有了统一时间相量的概念，我们就可以方便地将时间相量跟空间矢量联系起来，
将他们画在同一矢量图中，得到交流电机中常用的时空矢量图。在图3-11所示的时空矢量图中，我们取各相的相轴作为该相的时轴。假设某时刻m A I i +=达到正最大，则此时刻统一相量A I &应与A 重合。
据旋转磁场理论，这时由定子对称三相电流所生
成的三相合成基波磁动势幅值应与A 重合，即1F 应与A 重合，亦即与1I &重合。由于时间相量1I &的角频率ω跟空间矢量1F 的电角速度1ω相等，所以在任何其他时刻，
1F 与1I &都始终重合。为此，我们称1I &与由它所生成的三相合成基波磁动势1F 在时空图上同相。在考虑铁耗的情况下，1B 应滞后于1F 一个铁耗角Fe α，磁通相量m Φ&与1
B 重合。定子对称三相电动势的统一电动势相量1
E &应落后于m Φ&为90度。 由电机学我们知道，当三相对称的静止绕组A 、B 、C 通过三相平衡的正弦电流
A i 、
B i 、c i 时产生的合成磁势F ，它在空间呈正弦分布，并以同步速度ω（电角速
度）顺着A 、B 、C 的相序旋转。如图3-12-a 所示，然而产生旋转磁势并不一定非要三相电流不可，三相、四相等任意多相对称绕组通以多相平衡电流，都能产生旋转磁势。如图3-12-b 所示，所示为两相静止绕组α、β，它们在空间上互差90度，当它们流过时间相位上相差90度的两相平衡的交流电流αi 、βi 时，也可以产生旋转磁动势。当图3-12-a 和图3-12-b 的两个旋转磁动势大小和转速都相等时，即认为图3-12-a 中的两相绕组和图3-12-b 中三相绕组等效。再看图3-12-c 中的两个匝数相等且相互垂直的绕组d 和q ，其中分别通以直流电流d i 和q i ，也能够产生合成磁动势F ，但其位置相对于绕组来说是固定的。如果让包含两个绕组在内的整个铁芯以ω转速旋转，则磁势F 自然也随着旋转起来，称为旋转磁势。于是这个旋转磁势的大小和转速与图3-12-a 和图3-12-b 中的磁势一样，那么这套旋转的直流绕组也就和前两套固定的交流绕组等效了。
当观察者站在图c 中的两相旋转绕组d 、q 铁芯上与绕组一起旋转时，在观察者看来这时两个通以直流电流的相互垂直的静止绕组。这样就将对交流电机的控制转化为类似直流电机的控制了。
在交流励磁电机中，定子三相绕组、转子三相绕组都可以等效成这样的两相旋
转绕组。由于相互垂直的原因，定子两相轴之间和转子两相轴之间都没有互感，又由于定子两相轴与转子两相轴之间没有相对运动（因为定、转子磁势没有相对运动），其互感必然是常数。因而在同步两相轴系电机的微分方程就必然是常系数，这就为使用距阵方程求解创造了条件。
习惯上我们分别称图a,b,c 中三种坐标系统为三相静止坐标系（a-b-c 坐标系）、
两相静止坐标系（0--βα坐标系），两相旋转坐标系（d-q-0坐标系）。要想以上三种坐标系具有等效关系，关键是要确定A i 、B i 、C i 与αi 、βi 和d i 、q i 之间的关系，以保证它们产生同样的旋转磁动势，而这就需要我们引入坐标变换矩阵。
坐标变换的方法有很多，这里我们只介绍根据等功率原则构造的变换阵，可以
证明根据等功率原则构造的变换阵的逆与其转置相等，这样的变换阵属于正交变换。
4.2 3S/2S 变换
图3.4所示为交流电机的定子三相绕组A 、B 、C 和与之等效的两相电机定子绕
组βα、各相磁势的空间位置。当两者的旋转磁场完全等效时，合成磁势沿相同轴向的分量必定相等，即三相绕组和两相绕组的瞬间磁势沿βα、轴的投影相等，即：
即：
34sin
32sin 03
4cos 32cos
3323332π
πππβαC B s C B A s i N i N i N i N i N i N i N ++=++=
式中，3N 、2N 分别为三相电机和两相电机定子每相绕组匝数。经计算并整理后，用距阵表示为：
?
????
????????????????
?
--
-=??????C B A s s i i i N N i i 232302121123βα （3.3.1）
简记为：i C i
s s 23>-=& 为求其逆变换，引入另一个独立于s i α、s i β的新变量0i ，称之为零序电流，并定义：
)(2
3
0C B A Ki Ki Ki N N i ++=
（3.3.2）
式中,K 为待定系数。
对两相系统而言，零序电流是没有意义的，这里只是为了纯数学上的求逆的需
要而补充定义的一个其值为零的零序电流（相应坐标系才称为0--βα坐标系）。需
要说明的是，这并不影响总的变换过程。
式3.3.1 和式3.3.2合并后，s s C 23>-成为：
???????
?????????-
--=>-K K K N N C s
s 23230212112323
将s s C 23>-求逆，得到：
??
?????
?????????
---=->-K K K N N C s s 21232121232121013232123
根据前面所述的等功率原则，要求T
s s s
s C C 231
23>-->-=。据此，经过计算整理可得
2
1
,3223=
=K N N ，于是：
?
?
???
??
?
???????
?
---
=>-21212
1232302
12113223s
s C （3.3.3）
????????
?
???
??????
---
==->->-2123212123212101321
2332s s s
s C C （3.3.4）
式3.3.3 和式3.3.4即为定子三相/两相静止轴系变化矩阵，以上两式同样适用于
定子电压和磁链的变化过程。需要注意的是，当把以上两式运用于转子轴系的变换
时，变换后得到的两相轴系和转子三相轴系一样，相对转子实体是静止的，但是，相对于静止的定子轴系而言，却是以转子角频率r ω旋转的。因此和定子部分的变换不同，转子部分实际上是三相旋转轴系变换成两相旋转轴系。
4.3 2S/2r 变换
如图3-14所示，s i 为定子电流空间矢量，图中d-q-0坐标系是任意同步旋转坐
标系，旋转角速度为同步角速度1ω。由于两相绕组βα-在空间上的位置是固定的，因而d 轴和α轴的夹角?随时间而变化（dt
d ?ω=1），在矢量变换控制系统中，?通常称为磁场定向角。
由上图可以看出：
???????????
?-=??????qs ds s s i i i i ????βαcos sin sin cos 令：
??
?
???-=>-????cos sin sin cos 22s
r C （3.3.5）
式3.3.5表示了由两相同步旋转坐标系到两相静止坐标系的矢量旋转变换矩阵。
由于变换矩阵s r C 22>-是一个正交矩阵，所以s r T s r C C 22221>->--=。因而，由静止
坐标系变换到同步旋转坐标系的矢量变换方程式为：
??
??????????-=????????????-=??????-s s s s qs ds i i i i i i βαβα????????cos sin sin cos cos sin sin cos 1
（3.3.6）
令：
??
????-==->->-????cos sin sin cos 1
2222r s r s C C （3.3.7）
式3.3.7表示了两相静止坐标系到两相同步旋转坐标系的矢量旋转变换矩阵。
仿照两相同步旋转轴系到两相静止坐标系的矢量旋转变换，可以得到旋转两相
d ’-q’-0轴系到两相静止轴系的坐标变换过程。
???????????
?-=??????qr dr r r r r r r i i i i θθθθβαcos sin sin cos （3.3.8）
式中，dr i 、qr i 为经s s C 23>-变换所得的转子两相旋转d ’-q ’-0轴系的电流，r i α、r
i β为两相静止轴系下的电流，r θ为转子转过的空间电角度。
（注：此处r θ应是()t r ωω-1，而α、β坐标系应随转子转动。但如果假设转子不动，则）
4.4 3S/2r 变换
将3S/2S 变换和2S/2R 变换合并成一步就得到三相静止坐标系和d-q-0坐标系之
间的定子量的变换矩阵，推倒如下：
按式3.3.6，有：
????
??????????????
??-=??????????010
0cos sin 0sin cos 0s s qs ds i i i i i βα????
又由于：[
][]T
C B
A s s T
s
s
i i i C i i i 230>-=βα，代入上式可得：
双馈式风力发电机剖析
双馈式风力发电机 【摘要】随着地球能源的日益紧缺，环境污染的日益加重，风能作为可再生绿色能源越来越被人们重视，风力发电技术成为世界各国研究的重点。变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。通过调节发电机转子电流的大小、频率和相位，从而实现转速的调节。而其中双馈发电机构成的风力发电系统已经成为目前国际上风力发电的必然趋势。 关键词：风能风力发电变速恒频双馈式发电机 一、风力发电 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。 风力发电：把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电的原理：是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13~25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。 风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）
双螺杆挤出机安全操作规程
双螺杆挤出机组安全操作规程 1、劳保穿戴 表1 双螺杆挤出机操作劳保穿戴要求 2、使用前或停机后清洁检查 2.1 合上电源，打开加热开关，根据产品加工温度设定温度，进行升温0.5~1h。 2.2 加料斗清理 拆下加料斗，用毛刷清扫加料斗，必要时，用棉纱擦洗加料斗。然后用压缩空气清 理 2.3 清理加料口、玻纤口 2.3.1拆下加料筒，用毛刷清扫，必要时用酒精擦洗加料筒。 2.3.1拆下加料口盖板，用铲刀或毛刷清扫干净。 2.3.3 拆下玻纤口盖板，用铲刀或毛刷清扫干净。 2.4 清理真空 2.4.1 拆下真空口盖板，用铲刀或毛刷清扫干净。 2.4.2 拆下真空室，用铲刀或螺丝刀清理干净。 2.4.3 检查连接真空缓冲罐的软管，清理杂物，保持畅通。 2.5 清理机头 2.5.1 拆下口模，用铲刀或螺丝刀清理干净。 2.5.2通常情况下，进行换料生产时，应将机头折开，用铲刀或螺丝刀清理干净 2.6 清理螺杆 2.6.1 在停机前，应该用3~5kg PP（t30s）或PE(5000S)冲洗螺杆。冲洗螺杆时，螺 杆转速应调到100rpm以内，同时电流不超过额定电流的80%为宜。 2.6.2 高温料换低温料，或者增强料换非增强料，阻燃料换非阻燃料时，应该拆开机 头，清理机头，同时用PE、PP、PC、ABS等粘度大的料进行冲洗螺杆。 2.6.3 必要时，应抽出螺杆，用钢刷进行清理。 2.6.4 清理螺杆需要较多的经验，比较复杂。需要工人不断的实践总结，找出其中的 规律，以便更熟练的进行螺杆的清理工作。 2.7 清理冷却水箱 定期放掉冷却水箱中的水，用棉纱洗掉水箱壁的锈迹。然后罐入合适量的去离子水。 2.8 清理工作完成后，依次安装好加料斗、加料筒、加料口盖板、玻纤口盖板、真空口 盖板、真空室、机头、口模。 3、使用前完好性检查 3.1 加料器检查 开机前，应检查加料器的完好性。按下加料器启动按钮，轻轻旋转调速按钮，观察
简述双馈异步发电机的基本工作原理及其功率流向
题目：简述双馈异步发电机的基本工作原理及其功率流向 一、双馈异步发电机及其工作原理 1、双馈异步发电机 双馈异步风力发电机是一种绕线式感应发电机，是变频风力发电机组的核心部分，也是风力发电机组国产化的关键部件之一。该发电机主要有电机本体和冷却系统两大部分组成。电机本体有定子、转子和轴承系统组成，冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种结构。 双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变频器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成“柔性连接”，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。 2、双馈异步发电机的工作原理 根据电机学理论，在转子三相对称绕组中通入三相对称的交流电，将在电机气隙间产生磁场，此旋转此磁场的转速与所通入的交流电的频率及电机的极对数p 有关。 p f n 2260= （1-1） 式（1-1）中，2n 为转子中通入频率为 2f 的三相对称交流励磁电流后所产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度（r/min ）。 从式（1-1）中可知，改变频率2f ,即可改变2n 。因此若设1n 为对应于电网频率50Hz （Hz f 502=）时发电机的同步转速，而n 为发电机转子本身的旋转速 度，只要转子旋转磁场的转速与转子本身的机械速度n 相加等于定子磁场的同步旋转速度1n ,即 12n n n =+ （1-2） 则定子绕组感应出的电动势的频率将始终维持为电网频率1f 不变。式（1-2）中，当2n 与n 旋转方向相同时，2n 取正值，当2n 与n 旋转方向相反时，2n 取负值。
风力发电机工作原理图解析
风力发电，是能源业又一突破，其中风力发电机功不可没。通过风力发电机工作原理图，我们可以清晰了解各种奥妙。其实，风力发电机工作原理图并不是那么难懂。下面，我们一起来对风力发电机工作原理图进行详细的剖析和解读吧! 风力发电机为一由转动盘、固定盘、风轮叶片、固定轮、立竿、集电环盘、舵杆、尾舵和逆变器组成的系统。转动盘和固定盘构成该系统的发电机，逆变器包括50赫正弦波振荡器、整形电路、低压输出电路和倒相推挽电路。 风力发电机工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量)，通过主轴传动链，经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后，通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。如果超过发电机同步转速，转子也处于发电状态，通过变流器向电网馈电。 最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成，立在一定高度的塔干上，这是小型离网风机。最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无，电压和频率不稳定，没有实际应用价值。为了解决这些问题，现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。 齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分)。同时也使得发电机易于控制，实现稳定的频率和电压输出。偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向。要知道，1500千瓦的风机机舱总重50多吨，叶轮30吨，使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。 风机是有许多转动部件的，机舱在水平面旋转，随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转，以便产生动力扭距。对变桨矩风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转，以便适应不同的风况而变桨距。在停机时，叶片要顺桨，以便形成阻尼刹车。 早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用)，现在电变距系统逐步取代液压变距。 就1500千瓦风机而言，一般在4米/秒左右的风速自动启动，在13米/秒左右发出额定功率。然后，随着风速的增加，一直控制在额定功率附近发电，直到风速达到25米/秒时自动停机。 现代风机的设计极限风速为60-70米/秒，也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏。理论上的12级飓风，其风速范围也仅为32。7-36。9米/秒。 风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网;同时*齿轮箱、发电机的运行温度，液压系统的油压，对出现的任何异常进行报警，必要时自动停机，属于无人值守独立发电系统单元。
变速恒频双馈风力发电机的主要优点和基本原理
变速恒频双馈风力发电机的原理和优点研究 变速恒频发电技术 变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。这一调速系统和变桨距调节技术环节结合起来，就构成了变速恒频风力发电系统。其调节方法是：起动时通过调节桨距控制发电机转速；并网后在额定风速以下，调节发电机的转矩使转速跟随风速变化，保持最佳叶尖速比以获得最大风能；在额定风速以上，采用失速与桨距双重调节、减少桨距调节的频繁动作，限制风力机获取的能量，保证发电机功率输出的稳定性和良好的动态特性，提高传动系统的柔性。上述方式目前被公认为最优化的调节方式，也是未来风电技术发展的主要方向。其主要优点是可大范围调节转速，使风能利用系数保持在最佳值；能吸收和存储阵风能量，减少阵风冲击对风力发电机产生的疲劳损坏、机械应力和转矩脉动，延长机组寿命，减小噪声；还可控制有功功率和无功功率，改善电能质量。尽管变速系统与恒速系统相比，风电转换装置中的电力电子部分比较复杂和昂贵，但成本在大型风力发电机组中所占比例并不大，因而大力发展变速恒频技术将是今后风力发电的必然趋势。 目前，采用变速恒频技术的风力发电机组，由于采用不同类型的发电机，并辅之相关的电力电子变流装置，配合发电机进行功率控制，就构成了形式多样的变速恒频风力发电系统。主要有以下几类：鼠笼型异步发电机变速恒频风力发电系统、绕线式异步发电机变速恒频风力发电系统、同步发电机变速恒频风力发电系统、双馈发电机变速恒频风力发电系统。其中，由双馈发电机构成的变速恒频控制方案是在转子电路实现的，采用双馈发电方式，突破了机电系统必须严格同步运行的传统观念，使原动机转速不受发电机输出频率限制，而发电机输出电压和电流的频率、幅值和相位也不受转子速度和瞬时位置的影响，变机电系统之间的刚性连接为柔性连接。基于诸多优点，由双馈发电机构成的变速恒频风力发电系统已经成为目前国际上风力发电方面的研究热点和必然的发展趋势。
双螺杆挤出机岗位操作规程
双螺杆挤出机岗位操作规程 为加强双螺杆挤出机生产的设备管理、工艺管理和产品质量管理，保证双螺杆挤出机生产安全正常运行，保证生产出合格产品，制定本规程。（双螺杆挤出机的运行、维护及其安全除应符合本规程外，还应符合设备说明书的相关操作规定。） 一、双螺杆挤出机生产工艺介绍 双螺杆挤出机生产是将与配料高速混合后的粉料和树脂颗粒通过双螺杆进行混炼、塑化、造粒的过程。 二、双螺杆挤出机操作规程 1、开机前检查 为了保证双螺杆挤出机的安全运行，开机前必须检查以下几项内容： 、检查所有的管道是否正常、畅通，无泄漏。 、检查冷却水箱是否有足够的冷却水。 、检查主喂料机、侧向喂料机是否正常。 2、开机操作 、预热升温：按工艺要求对各加热区温控仪表进行参数设定，预热到设定参数后并稳定半小时以上，方可开机。 、启动润滑油泵，再次检查油系统是否正常。打开润滑冷却器系统。 、用手盘动主电机联轴器，保证螺杆按正常旋转方向旋转，至少转动3圈。将主机转速设定为零位，启动主电机，逐渐升高螺杆转速，在不加料的情况下空转，转速应不高于80转/分，时间不大于1分钟，检查主机空载电流是否稳定。主机转动若无异常，低速启动喂料电机，开始加料。待机头有物料排出后再缓慢地升高螺杆转速。升速时应先升挤出机速度，待电流回落平稳无异常后再升喂料机转速，提高加料量，并使喂料机和挤出机转动相匹配。 、对于侧向加料系统，待挤出机运转正常后，按工艺要求同时启动加料装置。 、启动水槽冷却水循环，启动风机及切粒机。调整切粒机转速与挤出机挤出速度相匹配：切粒
机转速随挤出机产量大小而升降，粒子直径达到要求。 、打开筒体冷却系统及齿轮箱润滑油系统之冷却器的冷却水阀门。 3、运转中的检查 、主电机的电流是否稳定，若波动较大或急速上升，应暂时减少供料量，待主电流稳定后再逐渐增加。应平稳的进行调速。螺杆在规定的转速范围内(0~600r/min)。 、检查齿轮减速分配传动箱和主机筒体内有无异常声音，若有异常现象，应立即停机排除。 、机器运转中不应有异常振动，蹩劲等现象，紧固部分应无松动。 、密切注视传动箱油润滑工作是否正常，检查油位、油温。油温若超过40℃，即将传动箱下部冷却进出口接冷却水，油温因季节而异，应在15~55℃范围内。 、检查温控、加热、冷却系统工作是否正常。 、水冷却系统管道通畅，且无泄漏现象。 、检查喂料机下料是否正常，螺杆吃料是否均匀。 、经常检查机头出料是否稳定均匀，有无阻塞、塑化不良或过热变色等现象，机头料压指示是否稳定，控制在不超过8MPa。 4、停机操作 、停止各项喂料机。 、逐渐降低双螺杆挤出机螺杆转速，使双螺杆挤出机筒体内残存物料全部挤出干净后，才能停机。 、关停双螺杆主机后依次关停切粒机、送风机、分级机及鼓风机。 、待切粒机等辅助设备全部停止后，更换过滤网、拆卸机头，清空残余物料、更换切粒机刀片。 、关闭所有冷却水阀门和电路开关。 三、注意事项 1、所有新添加的润滑油须均进行三级过滤，主机传动箱润滑选用150#工业中负荷齿轮油或中负荷车辆齿轮油，加油量以达到传动油箱油位计三分之二处。
双馈发电机工作原理
第七章双馈风力发电机工作原理 我们通常所讲的双馈异步发电机实质上是一种绕线式转子电机，由于其定、转子都能向电网馈电，故简称双馈电机。双馈电机虽然属于异步机的范畴，但是由于其具有独立的励磁绕组，可以象同步电机一样施加励磁，调节功率因数，所以又称为交流励磁电机，也有称为异步化同步电机。 同步电机由于是直流励磁，其可调量只有一个电流的幅值，所以同步电机一般只能对无功功率进行调节。交流励磁电机的可调量有三个：一是可调节的励磁电流幅值；二是可改变励磁频率；三是可改变相位。这说明交流励磁电机比同步电机多了两个可调量。 通过改变励磁频率，可改变发电机的转速，达到调速的目的。这样，在负荷突变时，可通过快速控制励磁频率来改变电机转速，充分利用转子的动能，释放或吸收负荷，对电网扰动远比常规电机小。 改变转子励磁的相位时，由转子电流产生的转子磁场在气隙空间的位臵上有一个位移，这就改变了发电机电势与电网电压相量的相对位移，也就改变了电机的功率角。这说明电机的功率角也可以进行调节。所以交流励磁不仅可调节无功功率，还可以调节有功功率。 交流励磁电机之所以有这么多优点，是因为它采用的是可变的交流励磁电流。但是，实现可变交流励磁电流的控制是比较困难的，本章的主要内容讲述一种基于定子磁链定向的矢量控制策略，该控制策略可以实现机组的变速恒频发电而且可以实现有功无功的独立解耦控制，当前的主流双馈风力发电机组均是采用此种控制策略。 一、双馈电机的基本工作原理 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，根据旋转磁场理论，当定子对称三相绕组施以对称三相电压，有对称三相电流流过时，会在电机的 n称为同步转速，它与电网频率气隙中形成一个旋转的磁场，这个旋转磁场的转速 1
风力发电机的工作原理
风力发电机的工作原理 风力发电机原理 是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。 通常人们认为，风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的。目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。 使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进，以前只是在少数边远地区使用，风力发电机接一个15W的灯泡直接用电，一明一暗并会经常损坏灯泡。而现在由于技术进步，采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市电。山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯；高速公路可用它做夜晚的路标灯；山区的孩子可以在日光灯下晚自习；城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源。家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣。在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点。无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务，使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富。
挤出机操作工须知及保养计划
挤出机设备操作工须知 挤出机设备生产操作工，是维护保养设备、延长挤出机工作寿命的主要负责人。每个操作工都应该明白，减少挤出机维修、更换零件次数、延长挤出机工作使用年限，是降低生产塑料制品成本和提高经济效益的重要措施。设备能长期在最佳状态工作、塑料的质量和产量的稳定，是保证生产企业有较高利润的基本条件。 操作工能认真按设备操作规程工作，尽职负责，就是对设备的最好维护和保养。所以，新工人上岗前，必须学好、熟记挤出机的操作规程，经实际操作考核合格后，才能正式上岗，独立操作。 要自己独立工作，并成为一名合格的挤出生产操作工，应注意下列事项： （1）交班时应把本班次生产设备发生的问题应提示给下一班注意的问题交接清楚；把本班生产量和产品的质量情况及生产用工器具做好交接班记录。 （2）接班时办好交接班手续后，首先年个查看产品的生产质量、检查生产用原料质量、检查挤出机料斗内生产用料量，如发现问题应及时向负责人提出。 （3）检查检查挤出机机筒、工艺控制温度是否在生产要求的工艺温度范围内。按产品的质量情况，根据自己的操作经验，可适当的调整。 （4）巡视围绕生产设备巡视一周，检查设备运转时个传动零件的工作情况，看转动是否平稳正常、听工作的声音有否异常、检查加热部位温度是否正常工作。 （5）查表查看操作控制箱上的主电机电压，电流指针，此时的电流表指针应在正常额定电流指标内。 （6）生产一切正常挤出机螺杆平稳转动工作，塑料产品均速、平稳的从机头挤出；间隔一段时间，看一下产品的外观质量，或取一些产品，检测一下产品的各项指标是否合格。 （7）工作中遇到突然停电时应立即关闭主电机、电热和供料系统开关，各调速开关旋钮调回零位。恢复供电时，应先给机筒加热升温，达到工艺温度后，恒温一段时间；用手盘动电机连接带，实验螺杆转动的阻力大小；如果比较轻松，可低速启动电机，开始工作。如果电流表指针超出额定电流值或螺杆启动转速不平稳，应及时停车，查找原因（可能是机筒内料的温度低），查处故障原因并排除后再开机。 （8）如果停机时间较长或停止生产时机筒内如果是聚烯炳类原料，可不用清理。然后机筒内是聚酰胺等原料，则必须清理机筒内的原料；然后再折卸螺杆，清理螺杆和机筒内的粘；螺杆机筒内残料清理干净后，涂一层防锈油，把螺杆包好，垂直吊放在干燥通风处。
双馈发电机工作原理
双馈发电机工作原理 双馈风力发电机是时下应用比较广泛的风机，它的特殊之处在于其定子绕组和转子绕组都直接或间接地与电网相连，定子侧绕组产生的工频交流电直接馈入电网，转子侧的功率通过整流逆变装置上网。与一般的异步发电机相比，双馈风机允许发电机转速在一定范围内波动，因为转子侧（相当于励磁绕组）中电流的大小和频率可以通过整流逆变装置进行调节，从而在转速发生变化的情况下，维持定子侧输出功率频率的恒定。 暂态建模资料 摘要 随着风力发电并网容量的快速增加，风电接入对电网运行性能的影响越加 明显。联网运行双馈感应风电机组的运行特性对电网的安全稳定运行有着重要 的影响。 本文对联网运行双馈感应风电机组的仿真建模、运行控制及模型的有效性 进行了研究分析，主要包括以下内容： 分析了两相同步旋转坐标系下双馈感应风电机组数学模型的特点，建立了 双馈感应风电机组联网运行电磁暂态模型，对不同运行条件下双馈感应风电机 组的运行特性进行了仿真模拟，深入了解了双馈感应风电机组的联网运行特性。 建立了联网运行双馈感应风电机组运行控制策略，在此基础上，构建了控 制系统传递函数模型，分析了PI控制器参数选择对控制系统性能的影响，提出 了PI控制器参数设置的方法。 提出了电网发生对称性故障时双馈感应风电机组的短路电流计算简化模 型，为评估双馈感应风电机组短路对电网继电保护装置的影响提供了有效的计 算模型。 设计了风电机组联网短路试验方案，分析了短路试验数据识别出风电机组 厂家未提供的风电机组撬杠保护动作值，并仿真重现了风电机组联网短路试验， 仿真数据与试验数据相吻合，验证了所构建系统模型和仿真系统的有效性。 研究现状 由于风能是一种随即性很强的一种能源，不能像火力发电、水力发电那样 可以预先调度，因此大规模的风力发电的接入对电网的经济、安全、稳定运行 带来了诸多不利的影响，对系统调频、调压、调峰带来了困难。同时由于风电 机组大多包含有对运行条件要求很高的电力电子变流器，在一些运行方式下电 网的扰动对风电机组的正常运行也会带来一定的影响，严重时可能会引起风电 机组跳闸，造成电网功率大幅波动，威胁着电网的运行安全，而从系统持续运 行的角度考虑，通常希望风电机组具有一定的故障穿越能力，能够在一定的故 障情况下持续联网运行，因此对联网运行风电机组的运行特性，需要进行深入 的研究。 目前联网运行的风电机组可分为恒速恒频风电机组(CSCF)及变速恒频风 电机组(VSCF)两种，恒速恒频风电机组是指在发电过程中保持转速不变的风 电机组，所采用的发电机主要是同步发电机及鼠笼式感应发电机，前者运行于同步转速，
风力发电的工作原理视频与讲解
风力发电的工作原理视频与讲解：风力发电正在世界上形成一股热潮，风力发电在芬兰、丹麦等国家风力发电 很流行，我国也在西部地区大力提倡。因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，是一种特别好的发电方式风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很像飞机的机翼。 。 1、 2、火力发电的工作原理视频与讲解 水力发电的工作原理视频与讲解：水力发电的基本原理是利用水位落差，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水 三峡大坝 的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。科学家们以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到
最高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力。 在河流高处建立水库提高蓄水位，在较低的下游 3、太阳能发电的工作原理视频与讲解： 光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。 4、柴油发动机的工作原理视频与讲解 5、汽车发动机的工作原理视频与讲解 6、新能源汽车的工作原理视频与讲解 7、火力发电与汽柴油对环境的污染，柴静的视频 8、我们要怎样才能环保：1、走路2、骑自行车3、骑电动车、4、坐公交车5、劝说父母出 行少开私家车6、做到随手关灯的好习惯 9、收集一下本人的工作范畴：讲解一下中国南车的业务范围：高铁、火车、风力发电、公 交车并带一段视频 10、提问：哪个发电能源最环保：
双馈异步风力发电机(讲)
1.引言： 风力发电机组主要包括变频器，控制器，齿轮箱（视机型而定），发电机，主轴承，叶片等等部件，在这些部件中发电机目前国产化程度最高，它的价格约占机组的10%左右。发电机主要包 括2种机型：永磁同步发电机和异步发电机。永磁同步发电机低速运行时，不需要庞大的齿轮箱，但是机组体积和重量都很大，1.5MW 的永磁直驱发电机机舱会达到5米，整个重量达80吨。同时，永磁直驱发电机的单价较贵，技术复杂，制造困难，但是这种机型的优点是少了个齿轮箱，也就少了个故障点。异步发电机是由风机拖动齿轮箱，再带动异步发电机运行，因为叶片速度很低，齿轮箱可以变速100倍，以让风机在1500RPMF运行，目前流行的是双馈异步发电机，主要有1.25MV Y 1.5MV y 2MW三种机型，异步发电机的机组单价低，1KW大概需6000元左右，而且技术成熟，国产化高。 2.双馈异步发电机的原理： 所谓双馈，可以理解为定子、转子同时可以发出电能, 发电机原理理论上说只要有动力带动电动机，在电动机的定子侧就能直接发出电能。现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转矩（即风轮转动惯量），通过主轴传动链，经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后，通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。如果超过发电机同步转速，转子也处于发电状态，通过变流器向电网馈电。双馈发电机正是由叶片通过齿轮箱
变速，带动电机高速旋转，同时转子接变频器，通过变频器PW M控制以达到定子侧输出相对完美正弦波，同时在额定转速下，转子侧也能同时发出电流，以达到最大利用风能效果。通俗的讲，就是要变频器控制转子电流，反馈到定子上面，保证定子发出相对完美的正弦无谐波电能，同时在额定转速下，转子也能发出功率出来。有个大致感觉是 1.5MW 发电机的定子发电量大概1200KV，转子大约300KV，转子侧发出的功率要在30%以下，总之越少越好这样可以让变频器功率小点。 3.双馈异步发电机的设计难点： 结构设计难点：因机舱封闭体积，风机运行环境非常恶劣，需要气温-30?55度之间正常运行，希望电机尺寸尽量小，风机对发电机重量有严格要求，部分厂家对转子转动惯量也有要求。发电机需要高速运行，但振速要小，通常要小于 2.8mm/s。此外对于水冷的电机入水温度较高，需要考虑维修和维护问题！比如轴承自动加油等！还有就是，整个发电机是倾斜运行的，大概4?5度的倾斜角度，这个在结构设计时候需要考虑??大家看到发电机的轴承就知道了。 电气设计难点：风机需要效率97%以上，由于转子绕组接变频 器，接变频器就会引发谐波电流，会引起铜耗，铁耗等！此外 定子转子承受很大冲击电压，提高绕组温升问题是优先考虑， 转子电流非常大，上千安培，滑环设计也是难点！电机会有轴 电流，需要考虑绝缘问题！同时高空运行需要防雷处理！转子 绕组线规非常大，成型困难！尽量控制转子输出功率尽量小于 30%，以缩小变频器的功率。
双螺杆挤出机的操作及注意事项
双螺杆挤出机的操作及注意事项 1、开车前的准备 (1) 检查电气配线是否准确及有无松动现象、整个机组地脚螺栓是否旋紧、 (2) 检查水箱软水量，启动水泵，检查旋转方向是否正确。 (3) 启动喂料机，检查喂料螺杆的旋转方向（面对主机出料机头，喂料螺杆为顺时针方向旋转）。 (4) 对有真空排气要求的作业，启动真空泵，检查旋转方向是否正确。关闭真空管路及冷凝罐各阀门，检查排气室密封圈是否良好 (5) 清理储料仓及料斗。确认无杂质异物后，将物料加满储料仓。 (6) 启动切粒机，检查刀具旋转方向是否正确。 2、开机操作 (1) 必须按工艺要求对各加热区温控仪表进行参数设定。各段加热温度达到设 定值后，继续保温30min，同时进一步确认各段温控仪表和电磁阀(或冷却风 机)工作是否正常。 (2) 必须先启动油泵再启动电机。 (3) 在不加料的情况下空转转速不高于20r/min，时间不大于1min。 (4) 以尽量低的转速开始喂料，并使喂料机与主机转速相匹配。 (5) 待主机和主喂料系统运转正常，方可按工艺要求启动辅助喂料装置。 (6) 对于排气操作一般应在主机进入稳定运转状态后，再启动真空泵。 (7) 在料条出来之前不得站在口模正前方。 (8) 经常检查机头挤出料条是否稳定均匀，有无断条、口模孔眼阻塞、塑化不 良或过热变色等现象，机头料压指示是否正常稳定。 (9) 每次操作均应有操作记录。 3、停机 (1)正常停车顺序：停止喂料机；关闭真空管路阀门，打开真空室上盖；逐渐降低主螺杆转速；关停切粒机等辅助设备；关电机、油泵、各外接进水管阀。 (2) 紧急停车 遇有紧急情况需要停主机时，可迅速按下电器控制柜红色紧急停车按钮，并将主机及各喂料调速旋钮旋回零位，然后将总电源开关切断。消除故障后，才能再次校正常开车顺序重新开车。 材料实验室 2006年8月 新购进的双螺杆挤出机在第一次使用前应首先组织操作人员、检修人员认真学习双螺杆挤出机的操作手册，懂得设备的工作原理并了解正确的操作步骤。若条件许可，可在技术人员的指导下，到类似机组进行观摩学习，使操作人员具备能够独立正确地操作设备的能力。 双螺杆挤出机的操作规程如下： （1）开车前的准备工作 双螺杆挤出机组在正式运行前，应做好以下必要的检查工作： ①检查机组的电、水、气配线和管路是否已连接妥当和牢固； ②按设备使用说明书要求给机组各润滑点加足润滑油（或润滑脂）； ③检查机筒和机头电加热接头是否良好绝缘、热电偶和压力传感器是否装设可靠； ④检查抽真空排气系统是否可以正常运行；
双馈发电机原理讲解完整版
双馈发电机原理讲解 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
一．双馈发电机原理讲解 二．风力发电机的主要类型 1．异步发电机 笼鼠式异步发电机 特点：应用于早期的风力发电机，离网型的小型发电机，结构简单，性能稳定，成本低。 缺点：并网运行时，转速必须超过同步转速，在风速较小的时候效率很差。一般做成大小两个发电机，或者改变定子绕组以改变同步转速，按照风速段转换。 绕线转子异步发电机 特点：转子绕组外接电阻，在风速变化的时候，改变外接电阻的大小以控制输出的功率。风速大的时候多余的能量可以消耗在转子电阻上。 双馈异步发电机 特点：使用双馈变频器对转子进行交流励磁，随着转子物理转速的变化，改变交流励磁的交流电的频率，幅值，相序以及相位，以使定子输出的电压幅值和电流频率保持恒定，同时可以向电网输出感性或容性的无功。 2．同步发电机 永磁同步发电机 特点：转子由永磁材料制成，结构简单，不易损坏和维护方便，容量可以做到很大。转子可以做成很多级，这样可以使其同步转速降低，配合全功率变流器，在低风速的时候也可以发电。一般用于海上风机。 直流励磁同步发电机 特点：现在的水力和火力发电机组使用的形式，转子由直流励磁，改变励磁电流的大小，可以调节输出的功率大小和因数。
三． 双馈异步发电机原理 1．旋转磁场 旋转磁场就是一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。从理论分析和实践证明，在对称三相绕组中流过对称三相交流电时会产生这种旋转磁场。 三相对称绕组就是三个外形、尺寸、匝数都完全相同、首端彼此互隔120o 、对称地放置到定子槽内的三个独立的绕组 由电网提供的三相电压是对称三相电压，由于对称三相绕组组成的三相负载是 对称三相负载，每相负载的复阻抗都相等，所以，流过三相绕组的电流也必定是对称三相电流。 2．旋转磁场的转速和转向 以异步电动机为例，说明旋转磁场的转速和方向同励磁电流的关系。 ① ωt=0 o 时，合成磁场方向：向下 ② ωt=60o 时，合成磁场方向顺时针转过60o 。 ③ωt=120o 时，合成磁场方向顺时针又转过60o ，共120 o 。 ④ωt= 180o 时，合成磁场方向顺时针又转过60o ，共180 o 。 当三相对称电流通入三相对称绕组，必然会产生一个大小不变，且在空间以一定的转速不断旋转的旋转磁场。一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。 则160f n s =/P （转/分） 旋转磁场的旋转方向由通入三相绕组中的电流的相序决定的。即当通入三相对称绕组的对称三相电流的相序发生改变时，即将三相电源中任意两相绕组接线互换，旋转磁场就会改变方向。 3．变速恒频发电原理 () () ?-=?-==240sin 120sin sin t I i t I i t I i m C m B m A ωω ω
风力发电原理课后解析
▲1-3 风能具有哪些特点？ （1）风能蕴藏量大、分布广。（2）风能是可再生能源。（3）风能利用基本没有对环境的直接污染和影响。(4)风能的能量密度低。（5）不同地区风能差异大。（6）风能具有不稳定性。 ▲1- 风力发电技术的发展状况 当前风电技术和设备的发展主要呈现大型化、变速运行、变桨距、无齿轮箱等特点。 (1)水平轴风电机组技术成为主流。（2）风电机组单机容量持续增大。（3）变桨距技术得到普遍应用。（4）变速恒频技术得到快速推广。（5）直驱式、全功率变流技术得到迅速发展。（6）大型风电机组关键部件的性能日益提高。（7）智能化控制技术广泛应用。（8）叶片技术不断进步。（9）适应恶劣气候环境的风电机组得到重视。（10）低电压穿越技术得到应用。 （11）海上风电技术成为重要发展方向。（12）标准与规范逐步完善。 ▲2-8 为什么国际上通行的计算平均的时间间隔都取在10min至2h范围？ 由范德豪芬的平均风速功率谱曲线可知，在10min至2h范围的平均风速功率谱低而平坦，平均风速基本上是稳定值，可以忽略湍流的影响。 ▲2-9 什么是风速廓线？ 在大气边界层中，由于空气运动受地面植被、建筑物等得影响，风速随距地面的高度增加而发生明显的变化，这种变化规律成为风剪切或风速廓线。 ▲2-11 什么是风向玫瑰图？ 风向玫瑰图常用来表示某一风向一年或一个月出现的频率。 ▲2-15 风在静止叶片上的空气动力是如何形成的？ 由于叶片上方和下方的气流速度不同（上方速度大于下方速度），因此叶片上、下方所受的压力也不同（下方压力大于上方压力），总得合力F即为叶片在流动空气所受到的空气动力。 ▲2- 风的测量设备？ 风向：风向标、光电管、码盘。风速：皮托管、热线风速仪、风杯、螺旋叶片。▲2- 风能资源评估及风电场选址 评估参数：平均风速、主要风向分布、风功率密度、年风能可利用小时。宏观
挤出机 操作规程
挤出机操作规程 塑料挤出生产线中各个类型产品，都有其操作特点，对其操作特点有个详细的了解，才可以充分发挥机器的效能。挤出机是其中一种类型及其，把握好挤出机的操作要点，正确合理地使用挤出机。螺杆挤出机的使用包括机器的安装、调整、试车、操作、维护和修理等一系列环节，它的使用具有一般机器的共性，主要表现在驱动电机和减速变速装置方面。但螺杆挤出机的工作系统即挤出系统，却又独具特点，在使用螺杆挤出机时应特别注意其特点。 机器的安装、调整、试车一般在挤出机的使用说明书中均有明确规定，这里对挤出机的操作要点，维护与保养简述如下： 操作人员必须熟悉自己所操作的挤出机的结构特点，尤其要正确掌握螺杆的结构特性，加热和冷却的控制仪表特性、机头特性及装配情况等，以便正确地掌握挤出工艺条件，正确地操作机器。 制作不同塑料制品时，挤出机的操作要点是各不相同的，但也有其相同之处。下面简要介绍挤出各种制品时相同的操作步骤和应注意的挤出机的操作要点。 1、开车前的准备工作 (1)用于挤出成型的塑料。原材料应达到所需要的干燥要求，必要时需作进一步干燥。并将原料过筛除去结块团粒和机械杂质。
(2)检查设备中水、电、气各系统是否正常，保证水、气路畅通、不漏，电器系统是否正常，加热系统、温度控制、各种仪表是否工作可靠；辅机空车低速试运转，观察设备是否运转正常；启动定型台真空泵，观察工作是否正常；在各种设备滑润部位加油润滑。如发现故障及时排除。 (3)装机头及定型套。根据产品的品种、尺寸，选好机头规格。按下列顺序将机头装好。 2、开车 (2)开车，选按“准备开车”钮，再接“开车”钮，然后缓慢旋转螺杆转速调节旋钮，螺杆转速慢速启动。然后再逐渐加快，同时少量加料。加料时要密切注意主机电流表及各种指示表头的指示变化情况。螺杆扭矩不能超过红标（一般为扭矩表65%-75%）。塑料型材被挤出之前，任何人均不得站于口模正前方，以防止因螺栓拉断或因原料潮湿放泡等原因而产生伤害事故。塑料从机头口模挤出后，即需将挤出物慢慢冷却并引上牵引装置和定型模，并开动这些装置。然后根据控制仪表的指示值和对挤出制品的要求。将各部分作相应的调整，以使整个挤出操作达到正常状态。并根据需要加足料，双螺杆挤出机采用计量加料器均匀等速地加料。 (3)当口模出料均匀且塑优良好可进行牵引人定型套。塑化程度的判断需凭经验，一般可根据挤出物料的外观来判断，即表面有光泽、无杂质、无发泡、焦料和变色，用手将挤出料挤细到一定程度不出现
双馈发电机原理讲解
一．双馈发电机原理讲解 二．风力发电机的主要类型 1．异步发电机 笼鼠式异步发电机 特点：应用于早期的风力发电机，离网型的小型发电机，结构简单，性能稳定，成本低。 缺点：并网运行时，转速必须超过同步转速，在风速较小的时候效率很差。一般做成大小两个发电机，或者改变定子绕组以改变同步转速，按照风速段转换。 绕线转子异步发电机 特点：转子绕组外接电阻，在风速变化的时候，改变外接电阻的大小以控制输出的功率。风速大的时候多余的能量可以消耗在转子电阻上。 双馈异步发电机 特点：使用双馈变频器对转子进行交流励磁，随着转子物理转速的变化，改变交流励磁的交流电的频率，幅值，相序以及相位，以使定子输出的电压幅值和电流频率保持恒定，同时可以向电网输出感性或容性的无功。 2．同步发电机 永磁同步发电机
特点：转子由永磁材料制成，结构简单，不易损坏和维护方便，容量可以做到很大。转子可以做成很多级，这样可以使其同步转速降低，配合全功率变流器，在低风速的时候也可以发电。一般用于海上风机。 直流励磁同步发电机 特点：现在的水力和火力发电机组使用的形式，转子由直流励磁，改变励磁电流的大小，可以调节输出的功率大小和因数。 三． 双馈异步发电机原理 1． 旋转磁场 旋转磁场就是一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。从理论分析和实践证明，在对称三相绕组中流过对称三相交流电时会产生这种旋转磁场。 三相对称绕组就是三个外形、尺寸、匝数都完全相同、首端彼此互隔120o 、对称地放置到定子槽内的三个独立的绕组 由电网提供的三相电压是对称三相电压，由于对称三相绕组组成的三相负载是对 称三相负载，每相负载的复阻抗都相等，所以，流过三相绕组的电流也必定是对称三相电流。 2． 旋转磁场的转速和转向 () () ?-=?-==240sin 120sin sin t I i t I i t I i m C m B m A ωωω
(完整版)【速度收藏】风力发电机工作原理
风力发电机工作原理__图文 前言：由于环境污染，人类对大自然的过度开采，我们对无污染、可再生的能源越来越重视。风能就是这样一种无须燃料、无污染、可再生的能源。风力发电机作为把风能运用率较高的产品，受到世界各国的重视。为了让风力发电机更好的为人们服务，今天我们来研究一下风力发电机工作原理。 关键词：风力发电机，风力发电机工作原理，风力发电机结构 一、风力发电机结构 高 由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。 7、电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。 8、液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。 9、冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。
10、塔：风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。 11、风速计及风向标：用于测量风速及风向。 二、风力发电机原理 现代风力发电机采用空气学原理，就像飞机的机翼一样。风并非“推动”风轮叶片，而是吹过叶片正反面的压差，这种压差会产生升力，令风轮旋转并不断横切风流。 面向来风，从而令风轮刹车。 在风速很低的时候，风力发电机风轮会保持不动。当到达切入风速时(通常每秒3到4米)，风轮开始旋转并牵引发电机开始发电。随著风力越来越强，输出功率会增加。当风速达到额定风速时，风电机会输出其额定功率。之后输出功率会保留大致不变。当风速进一步增加，达到切出风速的时候，风电机会刹车，不再输出功率，为免受损。 青岛恒风风力发电机有限公司是一家专注研发、制造、销售为一体的科技型企业，公司始建于2004年，厂房占地面积5000 余平。公司主要生产150瓦至500千瓦的水平和垂直轴的中小型风力发电机组，风光互补供电系统，广泛应用于离网和并网型发电系统。生产中我们严格按照ISO9001国际标准生产管理体系，并拥有标准的生产线，自动包装流水线，严
双螺杆挤出机操作规程
1、目的： 为了保证热缩产品母料工艺规范的贯彻执行及AK-63双螺杆挤出机的安全操作，特制定本操作规程。 2、适用范围： 适用于本公司热缩产品的母料挤出。 3、程序： 3.1开机前的准备 3.1.1检查机器各部分的电源开关处于关断状态，闭合总电源开关，打开加热电源开关，开始预热。根据工艺要求设定控温表的设定值，机器开始预热，当温控表的显示值达到设定值后，打开控温水泵，继续预热30-50分钟左右，保证加热温度在工艺要求的范围内。 3.1.2在机器预热的同时，要准备好开机需要的工具、用品，如：接料袋、过滤网等。 3.1.3更换过滤网 3.1.4检查真空泵、喂料机等是否正常运行。 3.2开机 3.2.1将搅拌处理好的原料倒入喂料斗中。 3.2.2打开各冷却水的开关，调节好水流量。 3.2.3打开输送风机、振动筛、水汽喷雾器、液压换网的电源开关。 3.2.4打开切粒机的电源开关，使其低速运行，待运行稳定后，逐渐加速到工艺要求的范围内。 3.2.5启动油泵润滑主机。 3.2.6启动主机运行开关，使其低速运行，待运行稳定后，逐渐加速到工艺要求的范围内。 3.2.7启动喂料电源开关，使其低速运行，待运行稳定后，逐渐加速到工艺要求的范围内。 3.2.8进料后，当机头有料挤出时，启动真空泵，打开真空管路上的阀门极其进水阀门。 3.2.9当机头有料挤出时，根据切粒的情况调整喂料机的速度，使切粒的大小符合工艺要求的范围。 3.2.10机器运行稳定后，可以用接料袋装袋，开始的料头单独放置在指定区域内。 3.2.11机器运行稳定后，根据工艺要求更换过滤网。 3.3运转中的检查 3.3.1、主电机的电流（本机最大电流167A，运行电流小于其85%）是否稳定，若波动较大或急速上升，应暂时减少供料量，待主电流稳定后再逐渐增加。应平稳的进行调速。螺杆在规定的转速范围内(0~600r/min)。