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基于直驱式EESG的风电系统

2017-09-01 15:42:15来源:网络浏览: 评论:0
  由于风力机的转速较慢,而发电机的转速较快,两者之间一般需通过变速齿轮箱连接。但是,齿轮箱易磨损,油路易老化。而直驱式风电系统省去了齿轮箱,两者的转子同轴直接相连,简化了传动链,提高了效率和可靠性,降低了维护量和噪声。由于异步发电机(inductiongenerator,IG)会产生滞后的功率因数且需要进行补偿,而同步发电机(SG)可以控制励磁来调节其功率因数为1;且IG要通过增加转差率才能提高转矩,而SG只要加大功角就能增大转矩,调速范围更宽,承受转矩扰动能力更强,响应更快。   因此,SG正逐步取代IG。直驱式SG可分为电激磁SG和永磁SG两大类。基于电激磁同步发电机(EESG)的风电系统结构。变换器与发电机定子相连,定子侧的绕组结构和IG类似,一般采用转子侧直流激磁方式。电压源型逆变器的直流侧提供转子的励磁电流,通过控制转子侧变频器,可以调节励磁电流的大小。转子可用凸极或隐极结构,凸极结构常用于低速电机,较适用于直驱式风电机组。通过控制定子侧变频器,可控制电压的幅值和频率,使得发电机在较宽转速范围内运行。   基于直驱式EESG的风电系统的优点是:电机与风机直接连接,省去了齿轮箱,提高了效率和可靠性;控制回路少、控制电路简单、系统稳定可靠、维护成本低;并网电流平滑、噪声低、电压闪变小及功率因数高;无最大、最小速度限制,调速范围宽;发电机不承受较高的电压变化率,电磁兼容性好。   该系统的缺点是:需配备全功率变频器,成本较高、损耗较大;电机转速较低,电磁转矩较大,同时电机极对数较多,电机体积大、成本高;直流环节需要高压、大容量的电容,其体积大、成本高;可采用直流或无刷励磁方式,存在励磁损耗。目前,该系统以制造商Enercon的产品为代表,单机容量已达4.5MW。
 

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