双馈异步风力发电机气隙偏心故障诊断研究现状与发展

双馈异步风力发电机(DFIG)机械故障在实际运行中尤其不可忽略,不论是转子刚度不足还是轴承磨损或安装误差,都会导致气隙偏心,严重时甚至会烧毁电机,因此对风机进行准确高效的气隙偏心故障诊断至关重要。简单介绍DFIG产生气隙偏心的故障机理,再对当前已有的相关故障诊断方法做重点归类阐述,最后展望未来的DFIG气隙偏心故障诊断方法的发展趋势和方向。     

气隙偏心下永磁风力发电机定子电磁振动特性分析

永磁风力发电机定转子偏心会造成发电机气隙分布不均匀而产生磁场不平衡,使发电机振动加剧,严重时甚至引发转子扫膛,使发电机损坏失效。以某兆瓦级永磁风力发电机为研究对象,理论分析了气隙偏心对发电机气隙磁密和径向电磁力的影响,对于不同气隙偏心量下的风力发电机瞬态电磁场开展有限元分析,获得气隙磁密和径向电磁力分布特性变化规律,进而开展径向电磁力作用下定子谐响应分析,以掌握气隙偏心引起的定子振动响应特性。结果表明：随着气隙偏心量的增加,气隙最小处气隙磁密幅值增大,径向电磁力新增边带分量;发电机定子振动响应中工作频率的倍频幅值也随之增大,其中二阶径向模态响应幅值最大。所得结果可为发电机气隙监测方法研究提供一定的理论依据。     

双馈异步风力发电机的模糊控制

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键.为了取得风力发电机组在额定风速以下运行时的最大功率,提出采用三个模糊控制器来实现双馈异步风力发电机组的变速恒频控制:模糊控制器A用于跟踪不同风速下发电机的最佳转速;模糊控制器B在低负载时调节发电机转子气隙磁通;模糊控制器C抵抗干扰,保证控制系统的鲁棒性.仿真和模拟试验结果表明了该方法的有效性.     

5 MW海上双馈风力发电机电磁设计要点

介绍了双馈风力发电机的工作原理,列举了5 M W双馈风力发电机的技术参数,并对在电磁设计时需注意的问题进行详细的论述。     

双馈异步风力发电机的模糊控制

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键。为了取得风力发电机组在额定风速以下运行时的最大功率,提出采用三个模糊控制器来实现双馈异步风力发电机组的变速恒频控制:模糊控制器A用于跟踪不同风速下发电机的最佳转速;模糊控制器B在低负载时调节发电机转子气隙磁通;模糊控制器C抵抗干扰,保证控制系统的鲁棒性。仿真和模拟试验结果表明了该方法的有效性。     

双馈异步发电机的工作原理及电磁设计

双馈异步发电机是结合了异步发电机和同步发电机优点的一种发电机。它在风力、水力等发电领域有广泛的应用前景。该文分析了双馈异步电机基本工作原理,给出了其电磁设计的特点,包括确定电机的计算功率及主要尺寸电机的电磁负荷及转子励磁电压等。     

我国研制出双馈异步风力发电机变流器

近日，由北京利德华福公司投资成立的北京清能华福风电技术有限公司与清华大学共同研制成功了1．5MW双馈异步风力发电机变流器，并一次性通过了兰州电机厂地面满载试验。     

定子匝间短路时双馈异步发电机电磁转矩的研究

定子绕组匝间短路故障会引起双馈异步发电机气隙磁场的畸变,从而导致电磁转矩的变化,因此电磁转矩可作为故障特征之一。基于能量法分析定子绕组匝间短路故障前后电磁转矩的变化特征,建立了双馈异步发电机的多回路数学模型,并对其正常和不同程度匝间短路时的电磁转矩进行仿真计算。对仿真结果进行频谱分析,得到了定子绕组匝间短路故障前后电磁转矩谐波分量的变化规律,验证了理论分析的正确性。定子绕组匝间短路故障和电磁转矩的关联特征可以作为诊断定子绕组匝间短路故障的依据。     

水夹套冷却双馈异步风力发电机的研制

通过利用Auto CAD、Ansoft等软件的开发,对2MW水夹套冷却风力发电机电磁、结构等进行了优化设计,并列举了其主要技术参数。电磁方面通过冲片三圆的选择、槽配合的选择、槽型的选择做了详细介绍,并在结构方面对电机重点结构,包括机座、铁心等方面做了详细的分析。     

双馈异步风力发电机设计准则和方法研究

从技术规范和设计标准、发电机的电磁设计原则和考虑特殊运行工况和环境要求的特殊结构设计准则、绝缘系统、通风冷却系统等方面分析了双馈异步风力发电机的设计准则和方法研究,可供设计人员参考。     

绕线型双馈异步风力发电机设计要点

简介当前风力发电系统的几种类型,并对不同的风力发电系统进行比较。在详细阐述绕线型双馈异步风力发电机基本工作原理的基础上,提出了绕线型双馈异步风力发电机设计时的注意事项,同时分析了双馈异步发电机定子侧电流谐波的主要来源。     

双馈异步风力发电机定子匝间短路故障诊断

提出利用零序电压对双馈异步风力发电机定子匝间短路故障进行诊断的方法。在对定子绕组匝间短路故障零序电压分量产生机理进行分析的基础上,提出以零序电压作为故障特征量进行故障诊断。建立双馈异步风力发电机仿真模型,通过改变模型中短路匝数和短路电阻实现了匝间短路故障模拟。对发电机在转速恒定条件下的不同状态发生定子绕组匝间短路故障进行了仿真研究。结果表明:定子发生匝间短路故障后,会在定子中产生零序电压,并随着故障严重程度的增加而增大;零序电压会受到电源不对称和负载情况的影响,且随着负载的增大有微弱减小,利用零序电压进行故障诊断时,需要补偿这些非电机故障因素的影响。     

基于有限元法的兆瓦级双馈风力发电机电磁分析

本文运用Maxwell仿真环境建立了双馈风力发电机的电磁场模型,并对电机的静态磁场和瞬态磁场进行了仿真分析,通过对电磁场的仿真分析,不但能直观的看到电机内部电磁场的分布情况及电机的运行特性,并且可判断电机设计的合理性,利用有限元分析结果对所设计电机进行优化。     

考虑气隙偏心时发电机定子匝间短路位置对电磁转矩波动特性的影响

针对同步发电机定子匝间短路位置对电磁转矩波动特性的影响进行理论推导分析、计算机数值仿真和动模实验验证。首先,对发电机气隙偏心单故障和气隙偏心与定子匝间短路复合故障下的电磁转矩表达式进行推导,分析得到了短路位置与电磁转矩特征频率幅值的映射关系。然后,以实验室MJF-30-6型动模发电机组为验证平台和建模对象,应用有限元软件Ansoft建立求解模型,对不同短路位置下的电磁转矩进行了仿真计算,并在实际机组上进行了实验测试。实验结果与理论分析、计算机数值仿真数据相吻合。分析表明,电磁转矩与短路位置和最小气隙位置的夹角近似呈余弦变化的映射关系,短路匝中心位置与最小气隙位置越接近,则电磁转矩平均值下降越多、二倍频和四倍频转矩分量幅值增大越多。该文是对定子匝间短路故障分析的一个重要补充,对此类故障的实际监测与识别具有参考价值。     

无刷双馈风力发电机模糊直接转矩控制研究

针对无刷双馈风力发电机直接转矩控制转矩脉动较大的问题,提出一种对控制绕组磁链旋转角进行模糊控制与空间矢量调制(SVPWM)技术相结合的控制方法,调制合成合适的控制电压,对常规直接转矩控制进行改进,使直接转矩控制中的脉动转矩明显减小.该控制方法易于实现,仿真结果表明系统转矩脉动大大减小,控制性能得到了改善.     

1.25MW双馈异步风力发电机设计

根据双馈异步风力发电机的原理,建立了双馈异步发电机静态模型.计算分析发电机在不同转速下的定转子发出的有功功率及无功功率,并阐述双馈异步风力发电机的设计特点.     

基于稳态模型双馈异步风力发电机功率特性分析

双馈异步风力发电机的优势在于其灵活的有功无功调节特性,因此对功率特性的研究是双馈异步发电机研究中一项重要内容。此项研究的意义在于：为发电机本身的电磁设计提供理论依据;为控制系统功率特性控制提供方法和思路。本文以双馈异步风力发电机“T”形等效电路为模型,分析电磁功率特性,并与传统异步发电机做比较,指出其异同;根据能量守恒原则分析有功功率和无功功率特性,提出控制思路;对双馈异步风力发电机功率特性做仿真,以验证理论分析。     

双馈风力发电机斜率控制特性分析

针对并网运行双馈风力发电机斜率控制系统结构及控制特性进行了分析。考察了控制系统对周边电网的影响。并进行电压骤降下的机电暂态特性动态仿真分析,姑果表明：双馈风力发电机在电压骤降下能够维持稳定的功率输出,有功功率输出减小,无功功率输出增加,但在双馈风机在运行所允许的范围内变化;同时在定转子功率交换过程中直流电压能够保持恒定值,系统稳定运行;此外,在电压骤降消失后．风机能够调节有功功率和无功功率输出,在机纽允许的功率输出范围内恢复初始运行状态;最后,双馈风机的斜率控制器应该合理进行选取,斜率过大将造成系统的低频振荡。     

双馈异步风力发电机励磁变换器的探讨

由于双馈异步风力发电机对转子侧交流励磁变换器有一定的要求,文章对双馈异步风力发电机系统的各种交流励磁变换器进行详细的分析和探讨。