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一:双馈电机简介及工作原理
(1)简介:
双馈异步风力发电机(DFIG,Double-Fed Induction Generator)是一种绕线式感应发电机,是变速恒频风力发电机组核心部件,也是风力发电机组国产化核心部件之一。该发电机重要由电机本体和冷却系统两大某些构成。电机本体由定子、转子和轴承系统构成,冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种构造.
双馈异步发电机定子绕组直接与电网相连,转子绕组通过变流器与电网连接,转子绕组电源频率、电压、幅值和相位按运营规定由变频器自动调节,机组可以在不同转速下实现恒频发电,满足用电负载和并网规定。由于采用了交流励磁,发电机和电力系统构成了"柔性连接",即可以依照电网电压、电流和发电机转速来调节励磁电流,精准调节发电机输出电压,使其能满足规定。
(2)工作原理:
双馈感应发电机由定子绕组直连定频三相电网绕线型感应发电机和安装在转子绕组上双向背靠背IGBT电压源变流器构成。
“双馈”含义是定子电压由电网提供,转子电压由变流器提供。该系统容许在限定大范畴内变速运营。通过注入变流器转子电流,变流器对机械频率和电频率之差进行补偿。在正常运营和故障期间,发电机运转状态由变流器及其控制器管理。
变流器由两某些构成:转子侧变流器和电网侧变流器,它们是彼此独立控制。电力电子变流器重要原理是转子侧变流器通过控制转子电流分量控制有功功率和无功功率,而电网侧变流器控制直流母线电压并保证变流器运营在统一功率因数(即零无功功率)。
功率是馈入转子还是从转子提取取决于传动链运营条件:在超同步状态,功率从转子通过变流器馈入电网;而在欠同步状态,功率反方向传送。在两种状况(超同步和欠同步)下,定子都向电网馈电。
(3)长处:
一方面,它能控制无功功率,并通过独立控制转子励磁电流解耦有功功率和无功功率控制。另一方面,双馈感应发电机无需从电网励磁,而从转子电路中励磁。最后,它还能产生无功功率,并可以通过电网侧变流器传送给定子。但是,电网侧变流器正常工作在单位功率因数,并不包括风力机与电网无功功率互换。
二:电机常用故障及解决办法
1:电机轴电流电流?
电机轴--轴承座--底座回路中电流称为轴电流
轴电流产生因素:
(1)磁场不对称;
(2)供电电流中有谐波;
(3)制造、安装不好,由于转子偏心导致气隙不匀;
(4)可拆式定子铁心两个半圆间有缝隙;
(5)有扇形叠成定子铁心拼片数目选取不适当。
轴电流危害:
使电机轴承表面或滚珠受到侵蚀,形成点状微孔,使轴承运转性能恶化,摩擦损耗和发热增长,最后导致轴承烧毁。
防止轴电流:
(1)消除脉动磁通和电源谐波(如在变频器输出侧加装交流电抗器);
(2)电机设计时,将滑动轴承轴承座和底座绝缘,滚动轴承外圈和端盖绝缘。
2:电机不适当轻载运营?
电机轻载运营时,会导致:
(1)电机功率因数低;
(2)电机效率低。
会导致设备挥霍,运营不经济。
3:电机过热因素有哪些?
(1)负载过大;
(2)缺相;
(3)风道堵塞;
(4)低速运营时间过长;
(5)电源谐波过大。
4:久置不用电机投入前需要做哪些工作?
(1)测量定子、绕组各相间及绕组对地绝缘电阻。
绝缘电阻R应满足下式:
R>Un/(1000+P/1000)(MΩ)
Un:电机绕组额定电压(V)
P:电机功率(KW)
对于Un=380V电机,R>。
如绝缘电阻低,可:
a:电机空载运营2~3h烘干;
b:用10%额定电压低压交流电通入绕组或将三相绕组串联后用直流电烘,保持电流在50%额定电流;
c:用风机送入热空气或加热元件加热。
(1)清理电机。
(2)更换轴承润滑脂。
5:为什么不能任意起动寒冷环境中电机?
电机在低温环境中过长会:
(1)电机绝缘开裂;
(2)轴承润滑脂冻结;
(3)导线接头焊锡粉化。
因而,电机在寒冷环境中应加热保存,在运转前应对绕组和轴承进行检查。
6:电机三相电流不平衡因素有哪些?
(1)三相电压不平衡;
(2)电机内部某相支路焊接不良或接触不好;
(3)电机绕组匝间短路或对地、相间短路;
(4)接线错误。
7:为什么60Hz电机不能用接于50Hz电源?
电机设计时普通使硅钢片工作在磁化曲线饱合区,当电源电压一定期,减少频率会使磁通增长,励磁电流增长,导致电机电流增长,铜耗增长,最后导致电机温升增高,严重时还也许因线圈过热而烧毁电机。
8:电机缺相因素有哪些?
电源方面:
(1)开关接触不良;
(2)变压器或线路断线;
(3)保险熔断。
电机方面:
(1)电机接线盒螺丝松动接触不良;
(2)内部接线焊接不良;
(3)电机绕组断线。
9:导致电机异常振动和声音因素有哪些?
机械方面:
(1)轴承润滑不良,轴承磨损;
(2)紧固螺钉松动;
(3)电机内有杂物。
电磁方面:
(1)电机过载运营;
(2)三相电流不平衡;
(3)缺相;
(4)定子,转子绕组发生短路故障;
(5)笼型转子焊接某些开焊导致断条。
10:起动电机前需做哪些工作?
(1)测量绝缘电阻();
(2)测量电源电压。检查电机接线与否对的,电源电压与否符合规定;
(3)检查起动设备与否良好;
(4)检查熔断器与否适当;
(5)检查电机接地,接零与否良好;
(6)检查传动装置与否有缺陷;
(7)检查电机环境与否适当,清除易燃品和其他杂物。
11:电机轴承过热因素有哪些?
电机自身:
(1)轴承内外圈配合过紧;
(2)零部件形位公差有问题,如机座、端盖、轴等零件同轴度不好;
(3)轴承选用不当;
(4)轴承润滑不良或轴承清洗不净,润滑脂内有杂物;
(5)轴电流。
使用方面:
(1) 机组安装不当,如电机轴和所拖动装置轴同轴度一合规定;
(2)皮带轮拉动过紧;
(3)轴承维护不好,润滑脂局限性或超过有效期,发干变质。
12:电机绝缘电阻低因素有哪些?
(1)绕组受潮或有水侵入;
(2)绕组上积聚灰尘或油污;
(3)绝缘老化;
(4)电机引线或接线板绝缘破坏。
三、重要构造
,机座为焊接构造,内部铁芯叠压后由轴向扣片拉紧定子线圈为3相成型线圈嵌线后整体真空压力浸漆绝缘级别H三相绕组由电缆线引固定在机座上大接线盒内。
,为绕线式转子铁心采用压力安装在轴上转子绕组为波形绕组,绕组K、L、M端头通过轴孔引出与非传动端滑环连接轴接地采用接地电刷电刷装在滑环室并有电刷磨损报警单元编码器安装于轴非传动端。
,电机装配有4个加热器。
、轴承端盖采用锻造构造轴承采用两个绝缘深沟球轴承。
,发电机采用机壳水内冷却,电机内部电扇使空气循环流动把热量传到电机机壳机壳中循环冷却水将热量带走,滑环室内部空气自然流动,热量传递给滑环室再通过顶部装水冷机构进行冷却。
,装在电机外部非传动端防护级别IP23滑环装在轴上,刷架系统装配于滑环室内,然后固定在非传动端端盖上,用传感器监控主电刷和轴接地电刷磨损外接信号电缆固定于辅助接线盒内。
,大接线盒位于电机传动端顶部从右侧出线从传动端看。
,电机定子、转子三相绕组由外接电缆引出固定于接线盒内,是寻常维护电机所必须维护。涉及轴承,润滑,滑环和电刷维护,清洁电机和附件。
。 Albida EMS2如因某种因素没有所规定润滑脂使用其她级别相称润滑脂需拟定两种油脂相容性和新油脂加注量。加油部位传动端润滑点1100g。非传动端润滑点2100g。加油周期自动注油系统P
每通过3500h向每个润滑点加油100g若采用手动注油时按照每3500h分别向润滑点1、2各加注100g。
注意不能超过指定润滑脂量否则电机会因漏油而故障规定装置带G1/2锥形润滑头滑油枪。2个再润滑嘴G1/2加油顺序电机运转时将一定数量新润滑油脂相似级别压入,从集油器中排除废油。
。
1正常运营状态下电刷摩擦面光洁。
2检查电刷同步要检查滑环状态。
3更换所有损坏和磨损而不能正常运营电刷用同一型号新电刷代替。
检查电刷高度
1以书面形式记录下电刷磨损量此值用于比较。密切注意电刷磨耗和剩余高度新电刷高度1/3。
2如果电刷已达到或接近达到此磨损值更换1个同一型号新电刷。
3如果电刷监控系统反馈请更换所有电刷。已经检查并重新安装到对的位置电刷必要能在刷握里活动自如电刷不能咔哒喀哒响如有响声取下电刷检查刷握。检查脏污滑环组件特别是滑环、刷握、连线、绝缘和刷架如有必要应进行清洁。
。将电刷装入刷握检查电刷导向和运动。用砂纸带包住滑环纸带 宽度滑环宽度两端余量约200mm·按电机旋转方向将电刷按组排列预磨按电机旋转方向拉纸带。为加快预磨速度开始用粗纤维大砂粒砂纸来粗磨然后用细砂纸进行精磨。粗磨两个方向都可以磨精磨只能按上述3项分步来做。电刷接触面不得少于80。磨完之后用软布仔细擦净刷面。用刷子小心刷掉磨掉碎屑。用手指触摸电刷以确认没有异物。完毕磨校之后仔细清除电刷刷件滑环和滑环组件表面碳粉。
。。检查压杆看其与否正常起作用。
。电机静止时目测滑环面。如果滑环径向跳动超差规定重新磨滑环规定Rz10表面粗糙度。注旨在运营时间约500小时之后会浮现小刷痕小刷痕不会影响到滑环安全功能。如果表面有烧结点大面积烧伤或烧痕滑环径向跳动超差必要重磨滑环。如果浮现小污点需按旋转方向来重磨滑环。此磨具必要与滑环实际弯曲面一致。尽量不要磨掉光泽层光泽层可保证在既有运状态下接触良好。运营时滑环最大径向跳动量如下速度范畴r/
 ·磨削时要注意滑环最小直径。初始直径320mm最小直径310mm注意当滑环直径不大于最小直径时必要更换滑环五、故障诊断与处置。
。
。
从如下两个方面分析解决
a、电机发生异常状况短时电压过高。
b、绝缘电阻低原由于线圈不洁、过热、过潮、环境温度过低、绝缘老化等。
。
a、安装不良。
b、电机转轴弯曲。
c、电机转子平衡不良。
a、电蚀现象表面可看见斑点在显微镜下可观测到斑点是由细小凹坑簇集而成进一步发展就可导致波纹状表面。因素电流流经轴承就会产生电火花从而溶融轨道表面。解决办法通过调节接地电刷压力或采用绝缘轴承避免电流流动。
b、剥离现象轨滚道表面被剥离表面发生剥离后非常粗糙。因素辗压疲劳。剥离经常是由于过载而过早发生而过载是由不对的操作导致轴和轴承座精度太低安装误差别物侵入或生锈等引起。解决办法,找出载荷过重因素。检查工作环境并且尽量采用承载能力大轴承。增长润滑油粘度和改进润滑系统以形成润滑油膜。减小安装误差。