异步发电机介绍及应用
53页1、目录1绪论 31.1 引言 31.2 异步发电机在水力发电中发展应用 61.3 本课题的提出及意义 82小型异步发电机研究 72.1 异步发电机基本原理 72.2 自励异步发电机的工作原理 72.3 异步机发电的工作运行原理 92.4 异步发电机设计研究 152.5 利用三相异步电动机改制异步发电机 172.5.1 电容器的选择与计算 172.5.2 接线方法(如图)212.5.3 使用注意事项 222.6 小型异步发电机典型应用 232.6.1 高精度校表电源 232.6.2 把直流发电机的能量回馈到电网 202.7 异步发电机配套用电力电容器数据 283水轮异步发电机的研究 313.1 三相异步发电机结构原理研究 313.1.1 三相电容式异步发电机的结构 323.1.2 三步发电机的发电原理 333.1.3 三相异步发电机电容器的选择 373.2 异步发电机的特性413.2.1 运行特性423.2.2 异步发电机功率因数的改善和自励现象 453.2.3 异步发电机电磁设计特点 483.3 过渡过程513.3.1 并网时的冲击电流403.3.2 三相短路电流523.4 异步发电机结
2、构533.4.1 卧式异步发电机 533.4.2 .立式异步发电机 554异步发电机与同步发电机的比较 454.1 异步发电机主要的优缺点 454.2 异步发电机与同步发电机在电站中应用的经济性比较464.3 异步发电机水力发电应用实例 475结束语50致谢51参考文献错误!未定义书签。1 绪论1.1引言在现代电力系统中,同步电动机一统天下。但是,在一些小型或微 型水电站中,在偏远地区的独立移动电站和风力发电站中,异步发电机(又名感应发电机)也得到了普遍应用,特别是在独立移动电站中,实心转子三相异步发电机具有明显的优越性。一台异步电动机,只要用原动机将其转子拖动到高于旋转磁场的转 速,就可以作为发电机运行。其运行方式有并网运行和单机运行两种。异步发电机一般都采用三相电机,但是,在采用单相电网供电的山区农村,单相异步发电机也得到了应用。由于在副绕组中串接有电容器,单相异步发电机与同容量的三相同步发电机相比,其效率和功率因数都比较高,用铜量也少。因单相电源 无相序制约,并网运行时操作特别简单。由于一般三相异步发电机运行 中要吸收约3O %额定功率的无功功率,造成电网功率因数下降。为了 解决
3、这一问题,人们借鉴 Wan lass的设计思想,研制出了三相电容式 异步发电机。由于在副绕组中串接有电容器,功率因数很高,而且可以通过设计适当的主、副绕组匝比及选用合适的电容,达到消除谐波、降低损耗和提高效率的目的。为了进一步提高异步电机的可控性,适应实 际工况中负载和转速的动态变化,人们研制出了带定子励磁补偿绕组的双绕组异步发电机,使用电力电子变流器来对发电机进行控制。按转子结构的不同,异步发电机可分为鼠笼转子异步发电机和实心 转子异步发电机。 按励磁方式可分为电容自励异步发电机和并网运行异 步发电机。利用煤炭、石油等常规资源发电的大电厂中,同步电机无疑优于异步电机。然而,近几年来,在许多国家,异步发电机的发电量却迅猛增长。因 为在利用分散的变化无常的各种风力、水力发电时,异步电机在很多方面超过同步电机。例如,美国在西部地区中小型风力、水力电站星罗棋布 其中大部分都是用异步发电机。俄罗斯在1994 年建成的6.3kV、1MW的风力电站中也是采用的异步发电机。它允许风速变化范围为526m/s,最高效率达90.5% 。我国风力、水力资源丰富,在大电网难以覆盖到的偏远地区和广大 农村,利用
4、风力、水力为能源,首选异步电机发电的理由是:(1)异步电机比同步电机构造简单、价格便宜、经久耐用、维修方 便。(2)异步发电机对原动机的要求低,既可恒速,也可变速运行,根本没有同步要求。因此,它适应于风力、水力作动力(3)异步发电机不需要同步发电机那样的复杂的励磁系统,连自动调整系统有时也可以省去。(4)异步发电机在起动、运行、保护、并网等诸方面都比同步发电 机简单、方便,而且便于遥控。这在技术人员缺乏的边远地区和广大农 村尤显重要。(5)近年来,发电专用的各种风车、水车及变速涡轮机不断推陈出新效率不断提高,而价格却在下落。 与此同时,新型电力电容不断推向市场。这些,都为发展异步电机发电创造了有利条件。当然,可再生能源也有着很多的制约因素,主要表现在:(1)通常情况下,可再生能源转化为电能的成本高于常规能源。(2)现行的工商业体系有利于使用常规能源。显然,这些制约因素会随着科技进步和国家的政策改革而得到改善。在我国的能源构成中,虽然煤的储量最多,足够我们开采数百年,但由于环境问题,交通运输问题,至I2050年,煤电开发将达到极限,而可再生能源将成为重要的组成部分,且是最具潜力的。其中风
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