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发电机常见故障与解决方案汇总.pdf
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双馈发电机简介及常见故障
一:双馈电机简介及工作原理
(1)简介:
双馈异步风力发电机(DFIG,Double-Fed Induction Generator)是一种
绕线式感应发电机,是变速恒频风力发电机组的核心部件,也是风力
发电机组国产化的关键部件之一。该发电机主要由电机本体和冷却系
统两大部分组成。电机本体由定子、转子和轴承系统组成,冷却系统
分为水冷、空空冷和空水冷三种结构.
双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连,转子绕组通过变流
器与电网连接,转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求
由变频器自动调节,机组可以在不同的转速下实现恒频发电,满足用
电负载和并网的要求。由于采用了交流励磁,发电机和电力系统构成
了"柔性连接",即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励
磁电流,精确的调节发电机输出电压,使其能满足要求。
(2)工作原理:
双馈感应发电机由定子绕组直连定频三相电网的绕线型感应发
电机和安装在转子绕组上的双向背靠背 IGBT 电压源变流器组成。
“双馈”的含义是定子电压由电网提供,转子电压由变流器提供。
该系统允许在限定的大围变速运行。通过注入变流器的转子电流,变
流器对机械频率和电频率之差进行补偿。在正常运行和故障期间,发
电机的运转状态由变流器及其控制器管理。
变流器由两部分组成:转子侧变流器和电网侧变流器,它们是彼
此独立控制的。电力电子变流器的主要原理是转子侧变流器通过控制
转子电流分量控制有功功率和无功功率,而电网侧变流器控制直流母
线电压并确保变流器运行在统一功率因数(即零无功功率)。
功率是馈入转子还是从转子提取取决于传动链的运行条件:在超
同步状态,功率从转子通过变流器馈入电网;而在欠同步状态,功率
反方向传送。在两种情况(超同步和欠同步)下,定子都向电网馈电。
(3)
优点:
首先,它能控制无功功率,并通过独立控制转子励磁电流解耦有
功功率和无功功率控制。其次,双馈感应发电机无需从电网励磁,而
从转子电路中励磁。最后,它还能产生无功功率,并可以通过电网侧
变流器传送给定子。但是,电网侧变流器正常工作在单位功率因数,
并不包含风力机与电网的无功功率交换。
二:电机常见故障及解决办法
1:电机轴电流电流?
电机的轴--轴承座--底座回路中的电流称为轴电流
轴电流产生的原因:
(1)磁场不对称;
(2)供电电流中有谐波;
(3)制造、安装不好,由于转子偏心造成气隙不匀;
(4)可拆式定子铁心两个半圆间有缝隙;
(5)有扇形叠成的定子铁心的拼片数目选择不合适。
轴电流危害:
使电机轴承表面或滚珠受到侵蚀,形成点状微孔,使轴承运转性能恶
化,摩擦损耗和发热增加,最终造成轴承烧毁。
预防轴电流:
(1)消除脉动磁通和电源谐波(如在变频器输出侧加装交流电抗器);
(2)电机设计时,将滑动轴承的轴承座和底座绝缘,滚动轴承的外
圈和端盖绝缘。
2:电机不宜轻载运行?
电机轻载运行时,会造成:
(1)电机功率因数低;
(2)电机效率低。
会造成设备浪费,运行不经济。
3:电机过热的原因有哪些?
(1)负载过大;
(2)缺相;
(3)风道堵塞;
(4)低速运行时间过长;
(5)电源谐波过大。
4:久置不用的电机投入前需要做哪些工作?
(1)测量定子、绕组各相间及绕组对地绝缘电阻。
绝缘电阻 R 应满足下式:
R>Un/(1000+P/1000)(MΩ)
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