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双馈感应电机
阅读:8412时间:2011-05-05 22:46:43

  双馈感应电机的结构类似于线绕式感应电机,而它是指电机的定子绕组与转子绕组均接交流电(双向馈电)。双馈感应电机既可以作为发电机运行(主要应用于变速恒频风力发电),也可作为电动机运行。

控制策略

  20世纪80年代中期,德国的M Depenbrock和日本的I.Taka—hashi等人相继提出的直接控制电机磁链轨迹为六边形乃至接近圆形进而控制电机转矩的一种电机调速方法,称为直接转矩控制种方法不需要复杂的坐标变换技术,而是直接计算磁链的模和转矩的大小,并通过磁链和转矩的直接跟踪实现PwM和系统的高动态性能。这种控制方法不仅适用于普通感应电机和同步电机,也适用于双馈感应电机。

  目前已有不少文献研究了应用直接转矩控制技术的双馈电动机调速性能,其中定子绕组的电源为固定频率的工业电源,通过控制转子电压的幅值、频率、相位来控制转子磁链从而控制电机转矩。但这种控制方法的局限在于调速范围仅在电机额定转速的上下20%。而双侧直接转矩控制策略是同时控制定子与转子的电压来控制定子与转子的磁链,使电动机有更快的转矩反应速度。

数学模型

  双馈感应电机的数学模型建立在转子dq坐标关系中比较方便。其基本方程如下:

其基本方程

  式中Rr Rs 分别代表感应电机定子电阻和转子电阻,Ls Lr Lm 分别代表感应电机定子电感、转子电感及互感,φ为电机转子角速度,p为微风算子。

  电磁转矩方程可表示为:

电磁转矩方程

动态分析

  双馈感应电动机或发电机在变速运行很重要或至少很有利的驱动应用中是一种较经济的选择。但是对于能够在满载状态、较宽范围内变速运行的功率电子变频器来说,目前其成本仍然是一个问题。其中,一个典型的应用领域就是风轮机。双馈感应电动机或发电机在转子绕组上装有功率电子变频器,变频器仅需限定容量。在许多参考文献中,都提到这样一个经验公式,若Pconv,rated=k·PS,raced,则速度范围为(1±k)·nrated。然而,上式并没有考虑无功输出控制也会对转子电负荷产生影响。应强调无功功率的产生对以后运行的影响是很重要的,例如,风力发电机组并网时电压的稳定性。此外,转子变频器(大多以IGBT器件为基础)更易受过流和过压的影响,而不是有功功率产生的影响。转子视在功率和电流的值相对于转子有功功率来说,有更多的限制因素。

参数说明

  型号:YFFS450-4

  额定功率:1520kW

  额定转速:1800r/min

  转速范围:1000-2000r/min

  额定频率:50Hz

  额定功率下效率:≥97 %

  额定功率因数:1

  功率因数:(从cosφ=0.9感性~cosφ=0.9容性)

  定子电压:690V

  定子额定电流:1090A

  工作制:连续

  转子类型:绕线式

  绝缘等级: H

  防护等级:IP54(集电环单元IP23)

  冷却方式:机壳水冷

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