雙饋風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)

1、Introduction“變漿距風(fēng)力機(jī)+雙饋發(fā)電機(jī)”作為新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，是目前研究的熱點(diǎn)，國內(nèi)對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)的研究主要集中在單機(jī)建模、空載并網(wǎng)、柔性并網(wǎng)、并網(wǎng)后有功功率和無功功率的解耦控制、低電壓穿越運(yùn)行。風(fēng)電場(chǎng)協(xié)調(diào)控制等方面。雙饋異步發(fā)電機(jī)其結(jié)構(gòu)與繞線式異步電機(jī)類似，定子繞組接電網(wǎng)(或通過變壓器接電網(wǎng))，交流勵(lì)磁電源給轉(zhuǎn)子繞組提供頻率、相位、幅值都可調(diào)節(jié)的勵(lì)磁電流，從而實(shí)現(xiàn)恒頻輸出。交流勵(lì)磁電源只需供給轉(zhuǎn)差功率，大大減少了容量的需求。由于發(fā)電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子均接交流電（雙向饋電），雙饋發(fā)電機(jī)由此得名，其本質(zhì)上是具有同步發(fā)電機(jī)特性的交流勵(lì)磁異步發(fā)電機(jī)，雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子側(cè)交直交變流單元功率僅需

2、要25一40的風(fēng)力機(jī)額定功率，大大降低了功率變流單元的造價(jià)；雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)體積小，運(yùn)輸安裝方便，發(fā)電機(jī)成本較低。但雙饋發(fā)電機(jī)由于使用定轉(zhuǎn)子兩套繞組，增加了發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作量，還降低了發(fā)電機(jī)的運(yùn)行可靠性。轉(zhuǎn)子繞組承受較高的dvdt，轉(zhuǎn)子絕緣要求較高。對(duì)于有刷電機(jī)，當(dāng)電網(wǎng)電壓突然降低時(shí)，電流迅速升高，扭矩迅速增大，需經(jīng)常更換發(fā)電機(jī)碳刷、滑環(huán)等易損耗部件。1 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1 風(fēng)輪風(fēng)輪是吸收風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的部件。風(fēng)以一定速度和攻角作用在槳葉上，使槳葉產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。自然界的風(fēng)速不是恒定的，風(fēng)力機(jī)獲得的機(jī)械能是隨風(fēng)速的變化而不斷變化。由風(fēng)力機(jī)的空氣

3、動(dòng)力學(xué)特性可知，風(fēng)力機(jī)輸出機(jī)械功率的為Pwt,產(chǎn)生的氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩為Twt1。其中，為空氣密度（kg/m3），一般為1.25 kg/m3；R為風(fēng)力機(jī)葉片的半徑（m）；v為風(fēng)速（m/s）；為葉片旋轉(zhuǎn)速度；Cp為風(fēng)力機(jī)的功率系數(shù)，也稱風(fēng)能利用系數(shù)，是評(píng)價(jià)風(fēng)力機(jī)效率的重要參數(shù)，CT為風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)，由貝茲理論可知，一般Cp=1/32/5，其理論極限值為0.593。它與風(fēng)速、葉片轉(zhuǎn)速、葉片直徑、漿葉節(jié)距角均有關(guān)系，是葉尖速比和漿距角的函數(shù)。對(duì)于變槳距型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，Cp特性可近似表示為：其中。在早期的定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，風(fēng)輪大多采用三槳葉與輪轂剛性聯(lián)接的結(jié)構(gòu)。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)水平的不斷提高，在大型風(fēng)

4、力發(fā)電機(jī)組，特別是兆瓦級(jí)機(jī)組的設(shè)計(jì)中，采用變槳距風(fēng)輪。變槳距風(fēng)輪葉片根部加裝變槳軸承，葉片可以沿自身的軸線旋轉(zhuǎn)，改變風(fēng)輪的槳矩角，進(jìn)而改變攻角。當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，定槳矩風(fēng)輪的槳葉迎風(fēng)角度不能隨之變化，故減速比一定，啟動(dòng)風(fēng)速高，限速困難，輸出功率不穩(wěn)定。而變槳矩風(fēng)輪能夠根據(jù)風(fēng)速對(duì)槳矩角進(jìn)行調(diào)節(jié)，使槳葉受力較小。在低風(fēng)速時(shí)因而盡可能多地吸收風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)在高風(fēng)速能有效控制轉(zhuǎn)速，保持功率穩(wěn)定輸出。1.2 增速齒輪箱風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速較低，無法達(dá)到發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，通常利用增速齒輪箱將轉(zhuǎn)速提高，使得發(fā)電機(jī)有效率地發(fā)電。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組起停頻繁，風(fēng)輪又具有很大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，所以通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速都設(shè)計(jì)在20到30r

5、rain，機(jī)組容量越大，轉(zhuǎn)速越低。增速齒輪箱須滿足不同發(fā)電機(jī)、不同容量的機(jī)組要求。1.3 雙饋異步電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用雙饋異步電機(jī)可以在不同轉(zhuǎn)速下發(fā)出恒頻的電能。通常將定子繞組接入工頻電網(wǎng)，將轉(zhuǎn)子繞組接入頻率、幅值、相位都可以調(diào)節(jié)的交流勵(lì)磁電源。通過對(duì)交流勵(lì)磁電源的控制就可以調(diào)節(jié)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率。在低風(fēng)速時(shí)，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，追蹤與捕獲最大風(fēng)能。在額定風(fēng)速以上時(shí)，對(duì)功率進(jìn)行限制。1.4交流勵(lì)磁電源交流勵(lì)磁電源主要由網(wǎng)側(cè)PWM變換器和轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器組成。交流勵(lì)磁電源給轉(zhuǎn)子繞組提供頻率、相位、幅值都可調(diào)節(jié)的勵(lì)磁電流。通過控制勵(lì)磁電流的頻率可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或有功功率；通過控制勵(lì)磁電流的

6、幅值和相位可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無功功率。交流勵(lì)磁電源傳輸?shù)膬H是轉(zhuǎn)差功率，十分高效經(jīng)濟(jì)。這樣的結(jié)構(gòu)適合于大、中容量的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。1.5 變槳矩執(zhí)行機(jī)構(gòu)變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)可將控制系統(tǒng)的變槳矩指令物理實(shí)現(xiàn)。目前變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有兩種方案：液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)以其響應(yīng)頻率快、扭矩大、便于集中布置和集成化等優(yōu)點(diǎn)在目前的變槳距機(jī)構(gòu)中占有主要的地位。電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以其結(jié)構(gòu)簡單，能對(duì)槳葉進(jìn)行單獨(dú)控制，適合要求高的場(chǎng)合。1.6 晶閘管軟并網(wǎng)目前國內(nèi)外采用異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)方式主要有直接并網(wǎng)、降壓并網(wǎng)、通過晶閘管軟并網(wǎng)。軟并網(wǎng)是目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組普遍采用的并網(wǎng)方法，其優(yōu)點(diǎn)是可以得到一個(gè)平穩(wěn)的

7、并網(wǎng)過渡過程，不會(huì)出現(xiàn)沖擊電流。1.7 控制和檢測(cè)系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為一個(gè)智能運(yùn)行的大系統(tǒng)，必須具備控制系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的大腦，指揮發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行和控制電能穩(wěn)定性?？刂葡到y(tǒng)需完成機(jī)組運(yùn)行流程控制、偏航和槳距角控制、電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、電機(jī)功率控制、通信、安全鏈等功能。檢測(cè)系統(tǒng)主要完成風(fēng)速風(fēng)向、各種溫度、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)功率和各種電壓電流的檢測(cè)。2 雙饋異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)工作原理22.1 雙饋異步發(fā)電機(jī)工作原理根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，同步發(fā)電機(jī)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，它輸出端電壓的頻率與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速有著嚴(yán)格的關(guān)系：式中為發(fā)電機(jī)輸出電壓頻率；為發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)；為發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。當(dāng)轉(zhuǎn)子三相對(duì)稱繞組中通入三

8、相對(duì)稱交流電，電機(jī)氣隙內(nèi)將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，此旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與所通入的交流電的頻率有關(guān)：式中，為轉(zhuǎn)子三相繞組通入的三相對(duì)稱交流電頻率；為繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)的極對(duì)數(shù)；為轉(zhuǎn)子三相繞組通入頻率為的三相對(duì)稱電流后所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的旋轉(zhuǎn)速度。從式中可知，改變頻率，就可以改變。當(dāng)改變通入轉(zhuǎn)子的三相電流的相序時(shí)，還可以改變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向。因此，若設(shè)為對(duì)應(yīng)于電網(wǎng)頻率為50時(shí)的發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，而為電機(jī)轉(zhuǎn)子本身的旋轉(zhuǎn)速度，則只要維持，則異步電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率將始終維持為不變。雙饋異步發(fā)電機(jī)的滑差率。通入機(jī)轉(zhuǎn)子三相繞組內(nèi)的電流頻率為： 根據(jù)上式分析可知，在雙饋異步電機(jī)轉(zhuǎn)子以變化的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只

9、要在轉(zhuǎn)子的三相對(duì)稱繞組中通入滑差頻率（即）的電流，在雙饋異步電機(jī)的定子繞組中就能產(chǎn)生恒頻電能，實(shí)現(xiàn)了變速恒頻。雙饋異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率關(guān)系：式中，是發(fā)電機(jī)輸入功率；是定子輸出功率；是滑差功率。雙饋異步電機(jī)轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)速下，具有以下三種運(yùn)行狀態(tài)：（1） 亞同步運(yùn)行狀態(tài)。（2） 超同步狀態(tài)。（3） 同步運(yùn)行狀態(tài)。2.2 交流勵(lì)磁電源工作原理雙饋異步發(fā)電機(jī)有亞同步運(yùn)行、同步運(yùn)行和超同步運(yùn)行三種工作狀態(tài)。因此要求交流勵(lì)磁電源能夠提供幅值、頻率和相位可調(diào)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流。通過交流勵(lì)磁電源的控制可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率。交流勵(lì)磁電源主要由網(wǎng)側(cè)PWM變換 器和轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器組成。雙PWM變換器(Back-

10、to-Back PWM)變換器技術(shù)成熟，應(yīng)用最為廣泛。很多生產(chǎn)商為這種結(jié)構(gòu)提供了專用的功率模塊。由于變換器傳輸?shù)氖腔罟β剩儞Q器功率一般為發(fā)電機(jī)功率的25"-40。圖Back-to-Back PWM變換器雙PWM變換器原理圖如上圖所示。圖中、為三相電網(wǎng)電壓，包括外接電抗器的電感和交流電源內(nèi)部電感，為包括外接電抗器中的電阻和交流電源的內(nèi)阻。雙PWM變換器主要由兩個(gè)完全相同的電壓型三相橋式PWM變換器構(gòu)成，他們之間通過直流母線連接。雙PWM變換器是一種交一直一交結(jié)構(gòu)，兩個(gè)變換器可以進(jìn)行獨(dú)立控制。雙PWM變換器不僅具有良好的輸出性能，還可以改善輸入性能。它可獲得任意功率因數(shù)的正弦輸入電流

11、，并且具有能量雙向流動(dòng)的能力。這些特點(diǎn)使它成為了理想的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁變換器，并被廣泛地應(yīng)用與實(shí)踐。由于雙饋異步發(fā)電機(jī)常在不同狀態(tài)下運(yùn)行，兩個(gè)PWM變換器的工作狀態(tài)也隨之變化，所以不再以它們工作于整流或逆變的狀態(tài)來區(qū)分它們，而是按照它們的位置命名為網(wǎng)側(cè)PWM變換器和轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器。1. 網(wǎng)側(cè)PWM變換器網(wǎng)側(cè)PWM變換器需要保證交流勵(lì)磁電源良好的輸入特性，即輸入電流的波形接近正弦。理論上網(wǎng)側(cè)PWM變換器可獲得任意功率因數(shù)。當(dāng)雙PWM變換器進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)，母線上的直流電壓恒定，網(wǎng)側(cè)PWM變換器的三相橋臂被正弦脈寬調(diào)制技術(shù)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)開關(guān)頻率很高時(shí)，由PWM原理可變換器的交流側(cè)電壓含有

12、正弦基波電壓和一些頻率很高的諧波電壓。由于電感的濾波作用，頻率很高的諧波電壓產(chǎn)生的電流非常小。當(dāng)調(diào)制正弦信號(hào)與電網(wǎng)頻率一致時(shí)，輸入電流近似于正弦。采用正弦脈寬調(diào)制方式對(duì)G1、 G2、G3、G4、G5、G6進(jìn)行觸發(fā)控制，由PWM原理可知，在ab、be、ca端將產(chǎn)生SPWM波。Uab、Ubc、Uca中含有和正弦信號(hào)波同頻率且幅值成正比的基波分量，以及一些頻率很高的諧波。由于電感的濾波作用，頻率很高的諧波電壓可以忽略。當(dāng)調(diào)制正弦信號(hào)的頻率和電網(wǎng)頻率相同時(shí)，iga、igb、igc也為與電源頻率相同的正弦波。電網(wǎng)電壓和頻率一般是恒定的，ia, ib, ic幅值和相位僅由uab、ubc、uca中基波分量的

13、幅值和相位決定。網(wǎng)側(cè)PWM變換器工作在整流狀態(tài)時(shí)，IGBT和二極管組成多組boost升壓斬波電路。這使直流母線電壓比輸入的線電壓高，并能保持直流母線電壓穩(wěn)定。2轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的目標(biāo)主要有兩個(gè)：一是實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能獲?。欢菍?duì)發(fā)電機(jī)的無功功率進(jìn)行控制。對(duì)于雙饋異步發(fā)電機(jī)，這兩個(gè)目標(biāo)都是控制DFIG的轉(zhuǎn)子電流實(shí)現(xiàn)。而轉(zhuǎn)子電流受控于轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器。三相靜止坐標(biāo)系下的DFIG數(shù)學(xué)模型是一個(gè)強(qiáng)耦合的系統(tǒng)，對(duì)有功功率和無功功率的解耦控制是很難的。而利用矢量技術(shù)便可解決這個(gè)問題。轉(zhuǎn)子電流通過坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)有功分量與無功分量的解耦。控制DFIG轉(zhuǎn)子電流有功分量就可以控制DFIG的轉(zhuǎn)速

14、或者定子側(cè)輸出的有功功率?？刂艱FIG轉(zhuǎn)子電流無功分量就可以控制DFIG定子側(cè)輸出的無功功率。轉(zhuǎn)子電流都是由轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器提供。采用電壓空間矢量調(diào)制(SVPWM)方式對(duì)變換器中的開關(guān)器件進(jìn)行控制。SVPWM源于交流調(diào)速中為獲得圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁鏈追蹤，所以SVPWM又稱磁鏈追蹤新PWM法。它是以三相對(duì)稱正弦波電壓供電下三相對(duì)稱電動(dòng)機(jī)定子理想圓為基準(zhǔn)，由三相橋不同開關(guān)模式下所形成的實(shí)際磁鏈?zhǔn)噶縼碜粉櫥鶞?zhǔn)磁鏈圓，在追蹤的過程中，橋臂的開關(guān)模式作適當(dāng)?shù)淖儞Q，從而形成PWM波。相比于傳統(tǒng)的SPWM方式，SVPWM方式具有直流母線電壓利用率高，電流波形畸變小和更易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。3雙饋發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)

15、數(shù)學(xué)模型33、1三相靜止坐標(biāo)下交流勵(lì)磁雙饋發(fā)電機(jī)的多變量數(shù)學(xué)模型在研究雙饋異步電機(jī)的多變量非線性數(shù)學(xué)模型時(shí)，常作如下的假設(shè)：1)忽略空間諧波，設(shè)三相繞組對(duì)稱，在空間中互差120電角度，所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)沿氣隙周圍按正弦規(guī)律分布。2)忽略磁路飽和，認(rèn)為各繞組的自感和互感都是恒定的。3)忽略鐵心損耗。4)不考慮頻率變化和溫度變化對(duì)繞組電阻的影響。定子側(cè)電壓正方向與電流正方向符合發(fā)電機(jī)慣例，正值電流產(chǎn)生負(fù)值磁鏈；轉(zhuǎn)子側(cè)電壓正方向與電流正方向符合電動(dòng)機(jī)慣例，正值電流產(chǎn)生正值磁鏈。這時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型由下述磁鏈方程、電壓方程、運(yùn)動(dòng)方程和功率方程組成。311雙饋發(fā)電機(jī)的磁鏈方程定、轉(zhuǎn)子的磁鏈方程可以表達(dá)

16、為：31.2 電壓方程定、轉(zhuǎn)子繞組的電壓方程可以表達(dá)為：把轉(zhuǎn)子電壓，轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)子磁鏈，P為微分算子。31.3 運(yùn)動(dòng)方程雙饋發(fā)電機(jī)內(nèi)部電磁關(guān)系的建立，離不開輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)矩和由此產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩之間的平衡關(guān)系。起動(dòng)時(shí)，輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)矩Tm使電機(jī)轉(zhuǎn)速上升，感應(yīng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩Te也隨著增加，忽略電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件粘性摩擦，當(dāng)Tm和Te達(dá)到平衡時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速趨于穩(wěn)定。式中，wm為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械角速度，與轉(zhuǎn)子電氣角速度wr之間有：31.4 功率方程發(fā)電機(jī)定子側(cè)輸出的瞬時(shí)功率表達(dá)式為：需要指出的是，瞬時(shí)功率的實(shí)際意義并不大，通常人們用另外三個(gè)功率量來反映正弦電路能量交換的情況，即有功功率P、無功功率Q和視在功率S。電

17、機(jī)的功率還可以用復(fù)功率來表示，定子側(cè)復(fù)功率由定子側(cè)復(fù)數(shù)電流和定子側(cè)復(fù)數(shù)電壓按下式確定：其中，是的共軛復(fù)數(shù)，P1是定子有功功率，Q1是定子無功功率；類似地，可以寫出轉(zhuǎn)子側(cè)功率表達(dá)式：根據(jù)上文開始時(shí)的正方向規(guī)定，當(dāng)只P1>0時(shí)表示雙饋電機(jī)定子向電網(wǎng)輸出電功率；當(dāng)只P1<0時(shí)表示雙饋電機(jī)定子由電網(wǎng)吸入電功率；而當(dāng)只P2>0時(shí)表示雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子由電網(wǎng)吸收電功率；當(dāng)只P2<0時(shí)表示雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子向電網(wǎng)輸出電功率。32同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的雙饋異步電機(jī)按照前面的正方向規(guī)定，定子側(cè)正方向按發(fā)電機(jī)慣例，正值電流產(chǎn)生負(fù)值磁鏈；轉(zhuǎn)子側(cè)正方向按電動(dòng)機(jī)慣例，正值電流產(chǎn)生正值磁鏈。利用坐標(biāo)變換，可以得到

18、同步坐標(biāo)系(即dq坐標(biāo)系)下的雙饋異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型。按照前面的正方向規(guī)定，定子側(cè)正方向按發(fā)電機(jī)慣例，正值電流產(chǎn)生負(fù)值磁鏈；轉(zhuǎn)子側(cè)正方向按電動(dòng)機(jī)慣例，正值電流產(chǎn)生正值磁鏈。利用坐標(biāo)變換，可以得到同步坐標(biāo)系(即dq坐標(biāo)系)下的雙饋異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型。1) 由空間三相坐標(biāo)系下的電壓方程和3s2r、2s2r坐標(biāo)變換，可得到dq坐標(biāo)系下的電壓方程：式中，w1為同步旋轉(zhuǎn)速度。2) 類似地，利用變換矩陣可得到dq坐標(biāo)系下的磁鏈方程：其中，為dq坐標(biāo)系下等效定轉(zhuǎn)子繞組間互感；為d-q坐標(biāo)系下等效定子每相繞組全自感；為d-q坐標(biāo)系下等效定子每相繞組全自感。3) 運(yùn)動(dòng)方程變換到dq坐標(biāo)系下后，機(jī)電運(yùn)動(dòng)方程形式?jīng)]變，

19、但是電磁轉(zhuǎn)矩方程有變化：上述各式中u，i，和Te分別為電壓、電流、磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩；np為電機(jī)極對(duì)數(shù)；r，L分別為電阻、電感；wl為定子同步電角速度；ws為轉(zhuǎn)差電角速度，；wr為轉(zhuǎn)子電角速度，s為轉(zhuǎn)差率；下標(biāo)s，r分別表示定子、轉(zhuǎn)子分量；下標(biāo)m表示定轉(zhuǎn)子間的相互作用量；下標(biāo)d，q分別表示d軸和q軸分量。4 雙饋異步發(fā)電機(jī)控制原理4.1 雙饋異步發(fā)電機(jī)定子電壓控制原理當(dāng)定子繞組開路，雙饋發(fā)電機(jī)作空載運(yùn)行時(shí)，根據(jù)電機(jī)知識(shí)，定子繞組開路相電壓的有效值為：式中，f1為定子繞組的電壓頻率；N1和kw1分別為定子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)和繞組系數(shù)；為每極磁通。與轉(zhuǎn)子電流有關(guān)：由上式可知，轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電流值決定每極磁通。當(dāng)定子繞組電壓頻率f1為恒定值時(shí)，每極磁通又決定了定子電壓大小。因此在不同轉(zhuǎn)速下只要保持轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電流不變便可使定子繞組端電壓保持不變。并網(wǎng)前需要保持發(fā)電機(jī)端電壓與電網(wǎng)電壓基本一致，減小并網(wǎng)電流?？梢酝ㄟ^電流反饋調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子勵(lì)