雙饋式異步發(fā)電機(jī)屬于繞線型電機(jī)的一種，分析其基本構(gòu)成，均由定子以及轉(zhuǎn)子兩大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成，通過將定子和轉(zhuǎn)子連接到電網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。

　　

　　

　　對(duì)雙饋式異步發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，雙饋實(shí)際上就是指在該發(fā)電機(jī)中由電網(wǎng)負(fù)責(zé)提供定子繞組所需電壓，而轉(zhuǎn)子繞組所需能量則來自于變頻器。一般根據(jù)雙饋式異步發(fā)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)差功率數(shù)值選擇其變頻器容量，大部分異步發(fā)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)差功率處于25%～35%范圍內(nèi)，所以通常選擇容量大概等于1/3～1/4發(fā)電機(jī)總?cè)萘康淖冾l器，從而有效節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)成本，此外通過這一方式還可實(shí)現(xiàn)變速恒頻的目的，有效調(diào)節(jié)控制有功和無功功率。

　　

　　

　　在雙饋式異步發(fā)電機(jī)中，無論是定子部分還是轉(zhuǎn)子部分均與電網(wǎng)相連，并且相互之間可以實(shí)現(xiàn)能量傳遞與轉(zhuǎn)換，但是前者和電網(wǎng)直接連接，而后者則是經(jīng)由變頻器間接與電網(wǎng)連接。以我司生產(chǎn)的苜蓿臺(tái)風(fēng)電場(chǎng)Vestas V80-2.0MW機(jī)組作為研究對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)分析，在該發(fā)電機(jī)中，風(fēng)機(jī)葉片可以有效時(shí)間風(fēng)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，當(dāng)有風(fēng)吹過葉片時(shí)，可以將推動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生機(jī)械轉(zhuǎn)矩，其在系統(tǒng)中可經(jīng)由主軸傳動(dòng)鏈進(jìn)行傳遞，在通過齒輪箱處時(shí)，速度被進(jìn)一步增加至異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)轉(zhuǎn)速，此時(shí)即可借助變頻器轉(zhuǎn)子側(cè)交流電源產(chǎn)生勵(lì)磁反應(yīng)，然后定子側(cè)形成的電能可通過系統(tǒng)傳動(dòng)鏈輸送到電網(wǎng)中，若其速度大于發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)，能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使其轉(zhuǎn)換到發(fā)電狀態(tài)，所產(chǎn)生的電能可通過變頻器傳輸給電網(wǎng)。通常情況下定子端的電力參數(shù)較為穩(wěn)定，不會(huì)進(jìn)行改變，但會(huì)根據(jù)實(shí)際情況的不同借助脈寬調(diào)制器調(diào)控轉(zhuǎn)子端電力參數(shù)。

Vestas V80-2.0MW發(fā)電原理拓?fù)鋱D

　　

　　

　　基于定子以及轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)速率間所具有的聯(lián)系可將雙饋異步式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行模式劃分成下述三種類型：

　　

　　1.超同步模式。該工作模式下，定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相較于轉(zhuǎn)子而言略低一些，因此定子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的功率略低于轉(zhuǎn)軸輸出功率，還有一部分來自于轉(zhuǎn)子。所以在該模式下轉(zhuǎn)子和定子均可得到充分利用，共同工作實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換并將所得電能輸送給電網(wǎng)。因此也將其稱之為額定風(fēng)速下發(fā)電機(jī)的滿發(fā)工作模式。

　　

　　2.同步模式。該工作模式下，轉(zhuǎn)子和定子的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同，因此轉(zhuǎn)軸輸出功率全部由定子提供，而轉(zhuǎn)子不負(fù)責(zé)提供功率，僅借助變頻器輸出勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸以及定子處于相同轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，同步工作。

　　

　　3.亞同步模式。若定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度明顯超過轉(zhuǎn)子，則定子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的功率會(huì)略大于轉(zhuǎn)軸輸出功率，在這種工作模式下，電網(wǎng)需要借助變頻器為轉(zhuǎn)子回路供給電能，而電能輸送任務(wù)由定子所在電路一方承擔(dān)。這種工作模式又叫做補(bǔ)償發(fā)電模式。

　　

　　雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)兼具傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)以及異步發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)，有效彌補(bǔ)二者不足，可以穩(wěn)定、持續(xù)、可靠的向電網(wǎng)輸送電能。隨著相關(guān)技術(shù)以及工藝逐漸優(yōu)化與完善，這類發(fā)電機(jī)也在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。