风机发电机知识培训
58页1、1,风机发电机知识培训,西安捷力公司风电客户服务中心,风力发电包含了由风能到机械能和由机械能到电能两个转换过程。风轮在风力的作用下转动,将吸收的动能转化为机械能,再由发电机将机械能转化为电能。当动力机的动力特性不能满足工作机的需求时,就需要使用特殊性能的传动装置对动力机的特性予以改善,以适应工作机的需求。传统的风力发电机组中就是以主轴、齿轮箱、弹性联轴节和制动器为传动装置,由增速齿轮箱将风能输入的较低转速增大到发电机需要的转速,以满足发电机工作特性的要求。,概述,2,发电机作为风力发电机组将机械能转化为电能的装置,它不仅直接影响到输出电能的品质和效率,而且也影响到整个风能转换系统的性能和结构。风能具有波动性,而电网电网要求稳定的并网电压和频率,风力发电机组通过机械和电气控制可以有效解决这一问题,实现能量转换,向电网输出满足要求的电能。因此,选用适合风能转换、运行可靠、效率高、供电性能良好和便于控制的发电机是风力发电的重要环节。,概述,3,并网型风力发电机组常用的发电机有异步发电机、双馈异步发电机、永磁或电励磁同步发电机等类型。 异步发电机按转子结构分有鼠笼式异步发电机和绕线式异步发电机
2、。鼠笼式异步发电机主要用于定桨距风电机组,如早期的300kW、500kW、600kW、750kW机组等1MW以下的机型应用较多。目前主要用于变桨距变频风电机组的双馈异步发电机的是绕线式异步发电机。,发电机常见类型,4,同步发电机按照励磁方式的不同,有永磁同步发电机和 电励磁同步发电机两种,主要用于直驱型和半直驱型风力发电机。直驱型由于不用齿轮箱增速,简化了传动链,是目前风里发电机组的主流技术之一,有较好的应用前景。,发电机常见类型,5,发电机结构简单,基本结构由:1个定子(电枢)+1个转子+2个端盖+2个轴承共同组成,如鼠笼型发电机; 双馈异步风力发电机结构:基本型+滑环+冷却器(或空空冷却器) 永磁直驱风力发电机结构: 基本型外转子 永磁半直驱风力发电机结构:基本型+空冷器内转子,风力发电机的结构,6,双馈异步发电机的定义: 双馈异步发电机是恒频发电机的一种,发电机的定子和转子直接或间接与电网相连,并进行能量交换。 双馈异步风力发电机系统组成如下页图所示,图中省略了变压器、滤波器等构件。其中定子通过并网开关直接接入电网,转子通过变频器接入电网。转子上装配有光电编码器。,7,双馈异步发
3、电机定义及系统组成,8,双馈异步发电机的系统组成图,工作制: 连续 相数: 三相 额定功率: 1520 KW 额定转速: 1800 r/min 转速范围: 1000-2000 r/min 中心高: 500 mm 额定功率下的效率:97% 额定功率因数: 1 定子绕组连接方式:三角形 定子额定电压: 690 V 定子额定电流: 1064 A 定子额定频率: 50 Hz,9,双馈异步发电机的基本参数,转子类型: 绕线式 转子绕组接线方式: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 绝缘等级: H 级 结构型式: IM B3 极数: 4 极 冷却方式: 机壳水泠 绕组温升限值: 105 K 转向: 从输出轴方向观察为逆时针 防护等级: IP54 重量: 不大于 6350 kg,10,双馈异步发电机的基本参数,当发电机转速小于定子旋转磁场同步转速1500rpm时,发电机处于亚同步状态,此时转子通过变频器从电网中吸收功率,定子直接馈送电能给电网; 当发电机转速大于旋转磁场的同步转速1500rpm时,发电机处于超同步运行状态,此时转子通过变频器馈送电
4、能给电网,定子直接馈送电能给电网; 当发电机转速等于旋转磁场的同步转速1500rpm时,发电机作为同步电机运行,转子有功几乎为零,既不从电网吸收有功率也不向电网馈送有功。变频器向转子提供接近于直流的无功励磁电流。 当发电机转速变化时,通过调整转子的频率响应变化,可使定子电流频率保持恒定不变,即与电网频率保持一致,实现了变速恒频控制。,11,发电机运行过程,超同步运行状态示意图,12,亚同步状态示意图,13,永济发电机装配有4 个供电电压为220V 功率为150W 的电加热器。电加热器的电源线已引至辅助接线盒中。控制加热器工作的温度开关(电阻温度计PT100)位于发电机定子绕组内,当发电机温度低于10,加热器开始工作,当发电机定子绕组温度高于或等于20,加热器停止工作。,14,永济发电机加热器,天元发电机装配有2 个供电电压为220V 功率为300W 的电加热器。电加热器的电源线已引至辅助接线盒中。控制加热器工作的温度开关(电阻温度计PT100)位于发电机定子绕组内,当发电机温度低于10,加热器开始工作,当发电机定子绕组温度高于或等于20,加热器停止工作。,15,天元发电机加热器,一、维
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