文档介绍：发电机的工作原理
基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一样原那么是：用适当的导磁和导电材料组成相互进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
发电机的分类可归纳如下：
发电机分：直流发电机和交流发电机
VSCF wind pcwrr gcdtTfl tkm 坤血m
/■产 pn/fiO 土 f： ⑴
式中 f1、f2、n和p别离为定子电流频率、转子电流频率、发电机的转速和极对数。
由式⑴可知，当转速n发生转变时，假设调剂［相应转变，可使f维持恒定不变，即与电网频率维持一致，实现风力发电机的VSCF操纵。
1
当风力发电机处于亚同步速运行时，式(1)取正号；当风力发电机处于超同步速运行时，式(1 )取负号；同步速运行时，f=0，变流器向转子提供直流励磁电流。
2
不同运行方式下的转子绕组功率流向
当忽略电机损耗并取定子为发电机老例而转子为电动机老例
时，发电机的定子输出电功率P］等于转子输入电功率P2与电机轴上输入机械功率Pmech之和，即
Ww (2)

机轴匕的机械功率可分别衣示为
外小入 ⑶
式中 s为转差率。
由式(2广(4)可知，当发电机在亚同步速运行时，s>0，需要向转子绕组馈入电功率，由转子传递给定子的电磁功率为sP「风力机传递给定子的电功率只有(1-s)］。当发电机在超同步速运行时，s<0，现在转子绕组向外供电，即定转子同时发电，现在风力机供给发电机的功率增至(1+伟|)七。
双馈发电机在低于和高于同步速不同运行方式下的输入输出
功率关系，可用图2功率流向示用意表示。由于在低于和高于同步速不同运行方式下转子绕组的功率流向不同，因此需要采纳双向变流器。
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圉卫双搦风力发电机的功率流向
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励磁操纵系统的硬件设计
励磁操纵系统的大体功能
为知足双馈发电机低于同步速、同步速和高于同步速运行的各类工况要求，向转子绕组馈电的双向变流器应知足输出电压（或电流）幅值、频率、相位和相序可调。通过操纵励磁电流的幅值和相位能够调剂发电机的无功功率；通过操纵励磁电流的频率可调剂发电机的有功功率；通过风力机变桨距操纵与发电机励磁操纵相结合，可按最正确运行方式调剂发电机的转速。
励磁操纵系统大体组成
VSCF双馈风力发电机模拟实验系统框图如图3所示。该系统由额定功率为的绕线转子感应电机、直流拖动电动机、调压器、IGBT交直交双向变流器、光电编码器、电流及电压传感器、80C196MC单片机、PC机及参数显示器等组成。
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励磁操纵技术研究
变速恒频操纵
双馈风力发电机的变速恒频操纵，确实是依照风力机转速的转变相应地操纵转子励磁电流的频率，使双馈发电机输出的电压频率与电网维持一致。实现变速恒频操纵能够采纳两种方式，即有转速传感器和无转速传感器的变速恒频操纵。前者操纵相对容易，但需要光电编码器；后者操纵技术稍复杂一些。
图3所示励磁操纵系统采纳有速度传感器的变速恒频操纵。电机的极对数p=2,定子电流频率f1=50Hz。将p和f1值代入式(1)，可得励磁电流频率f2的与电机转速检测信号的关系式。
亚同步速时馈入转子的电流频率为
瑚0-虹/风 . (5)
超同步速时馈入躬子的电就彼率为 '
式中%是计数器在每10ms所记录的光电编码器的输出脉冲数。可依照光电编码器每转输出2000个脉冲计算出电机转速与%的关系。
图4是双馈发电机低于同步速运行时转子绕组电流随转速调剂频率的波形。由图能够看出，转子电流的频率依照转速按式(1)的规律转变，实现了双馈发电机的变速恒频操纵。
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图4 电机择速强化In)时的株子缝蛆电流巍率娶化凋形
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恒定电压操纵
当定子绕组开路，双馈发电机作空载运行时，定子绕组开路相电
压的有效值为
式中 f为定子绕组的电压频率；N和k别离为定子绕组每相串联匝数和绕组 1 1 w1
系数。每极磁通f0= f(I2)由转子绕组励磁电流决定。
由式(7)可知，当定子绕组电压频率《为恒定值时，在不同转