雙饋發電機變速恒頻系統

雙饋電機與普通的繞線式感應電機類似, 系統如圖3所示。采用的發電機為轉子雙饋發電機, 定子繞組與電網直接相連, 轉子繞組通過變頻器供以頻率、幅值、相位和相序都可改變的三相低頻勵磁電流。無論風速如何發生變化, 當電機的轉速改變時, 通過變頻器調節轉子的勵磁電流頻率來改變轉子磁勢的旋轉速度, 使轉子磁勢相對于定子的轉速始終是同步的, 定子感應電勢頻率即可保持定值, 發電系統便可做到變速恒頻運行。此種結構的發電機是通過對其轉差頻率的控制, 來實現發電機的雙饋調速。由于控制方案是在電機的轉子側實現的, 流過轉子電路的功率是由交流勵磁發電機的轉速運行范圍所決定的轉差功率, 轉差功率僅為發電機定子額定功率的1/4 至1/3, 所以功率轉換裝置的容量小、電壓低, 變頻器的成本大為降低, 系統容易設計與整理。這種采用交流勵磁雙饋發電機的控制方案除了可實現變速恒頻控制, 減小變頻器的容量外, 還可調節勵磁電流的相位, 達到改變功率角使發電機穩定運行的目的, 所以可吸收更多無功功率, 參與電網的無功功率調節, 解決電網電壓升高的弊病, 從而提高電網運行效率、電能質量與穩定性。缺點是交流勵磁發電機仍然有滑環和電刷, 電刷和滑環之間的機械磨損會影響電機的壽命, 需要經常維護, 目前這種風力發電機技術已經商品化, 能生產出MW級風力發電系統。