Een dubbel gevoede inductiegenerator, zoals de naam al doet vermoeden, is een driefasige inductiegenerator waarbij zowel de rotor- als de statorwikkelingen worden gevoed met een driefasig AC-signaal. Het bestaat uit meerfasige wikkelingen die op zowel het rotor- als het statorlichaam zijn geplaatst. Het bestaat ook uit een meerfasige sleepringeenheid om het vermogen naar de rotor over te brengen. Het wordt meestal gebruikt om elektriciteit op te wekken in windturbinegeneratoren.

Voordat we verder gaan met meer informatie over een Double Fed Induction Generator die wordt gebruikt in windturbinegeneratoren, laten we eerst een kort idee hebben van stroomopwekking met windenergie.

Zoals we al weten, is windenergie sinds kort een van de meest gebruikte hernieuwbare energiebronnen. Grote turbines worden gemaakt om te draaien op basis van het waaien van de wind en dienovereenkomstig wordt elektriciteit opgewekt. Over het algemeen werken de windturbinegeneratoren in een waaier van windsnelheden tussen de inschakelsnelheid (minimale windsnelheid die nodig is om de generator op het elektriciteitsnet aan te sluiten) en de uitschakelsnelheid (maximale windsnelheid die nodig is om de generator los te koppelen van het elektriciteitsnet). ).

4 soorten windturbinegeneratoren:

Type 1: Het bestaat uit een inductiegenerator van een eekhoornkooi die rechtstreeks op het elektriciteitsnet is aangesloten. Het wordt gebruikt voor een klein bereik van windsnelheden.
Type 2: Het bestaat uit een AC-DC-AC-omvormer naast de inductiegenerator voordat deze op het elektriciteitsnet wordt aangesloten.
Type 3: Het bestaat uit een inductiegenerator met gewikkelde rotor die rechtstreeks op het rooster is aangesloten, waarbij de rotorsnelheid wordt aangepast met behulp van een reostaat.
Type 4: Het bestaat uit een dubbel gevoede inductiegenerator die rechtstreeks op het net is aangesloten, waarbij de rotorsnelheid wordt aangepast met behulp van back-to-back converters.

Basisinleiding tot de opwekking van elektriciteit uit windenergie met behulp van Double Fed Induction Generator.

De DFIG bestaat uit een 3 fasen gewikkelde rotor en een 3 fasen gewikkelde stator. De rotor wordt gevoed met een driefasig AC-signaal dat een wisselstroom in de rotorwikkelingen induceert. Terwijl de windturbines draaien, oefenen ze mechanische kracht uit op de rotor, waardoor deze gaat draaien. Terwijl de rotor roteert, roteert het magnetische veld dat wordt geproduceerd als gevolg van de wisselstroom ook met een snelheid die evenredig is met de frequentie van het wisselsignaal dat wordt toegepast op de rotorwikkelingen. Als resultaat passeert een constant roterende magnetische flux door de statorwikkelingen die inductie van wisselstroom in de statorwikkeling veroorzaken. De rotatiesnelheid van het magnetische veld van de stator hangt dus af van de rotorsnelheid en de frequentie van de wisselstroom die naar de rotorwikkelingen wordt gevoerd.

De basisvereiste voor de opwekking van elektriciteit met windenergie is het produceren van een wisselstroomsignaal met een constante frequentie, ongeacht de windsnelheid. Met andere woorden, de frequentie van het ac-signaal dat over de stator wordt gegenereerd, moet constant zijn, ongeacht de variaties in de rotorsnelheid. Om dit te bereiken, moet de frequentie van het AC-signaal dat op de rotorwikkelingen wordt toegepast, worden aangepast.

“verschillende soorten lichtschakelaars ”

Een windenergie-opwekkingssysteem met behulp van een dubbel gevoede inductiegenerator

De frequentie van het rotorwisselsignaal neemt toe naarmate de rotorsnelheid afneemt en heeft een positieve polariteit en vice versa. De frequentie van het rotorsignaal moet dus worden aangepast, zodat de frequentie van het statorsignaal gelijk is aan de netwerklijnfrequentie. Dit wordt gedaan door de fasevolgorde van de rotorwikkelingen zodanig aan te passen dat het magnetische veld van de rotor in dezelfde richting is als de generatorrotor (bij afnemende rotorsnelheid) of in tegengestelde richting als de generatorrotor (bij toenemende rotorsnelheid). ).

Het hele systeem bestaat uit twee back-to-back converters - een machinezijde converter en een grid side converter, verbonden in de feedbacklus van het systeem. De machinezijdeomvormer wordt gebruikt om het actieve en reactieve vermogen te regelen door de d-q-componenten van de rotor en ook het koppel en de snelheid van de machine te regelen. De omvormer aan de netzijde wordt gebruikt om een constante gelijkstroomkoppelingsspanning te behouden en verzekert de werking van de arbeidsfactor van één door het blindvermogen dat van het openbare stroomnet wordt afgenomen, op nul te brengen. Tussen de twee omvormers is een condensator aangesloten, zodat deze als energieopslageenheid fungeert. Deze back-to-back-opstelling zorgt voor een uitgang met een vaste spanning en een vaste frequentie, ongeacht de uitgangsspanning met variabele frequentie en variabele spanning van de generator. Andere toepassingen van de inductiegeneratoren zijn energieopslagsystemen op vliegwielen, energiecentrales met pompaccumulatie, stroomomzetters die een spoorwegnet voeden vanuit het openbare net waar de frequentie vaststaat.

Een beetje kennis over het hele systeem voor de opwekking van windenergie

Het hele systeem bestaat uit de volgende componenten:

Het werkingsprincipe van een dubbel gevoede inductiegenerator

Een windturbine: De windturbine is typisch een ventilator die bestaat uit 3 bladen die draaien als de wind erop valt. De rotatieas moet worden uitgelijnd met de windrichting.
Versnellingsbak: Het is een mechanisch systeem met hoge precisie dat een mechanische methode gebruikt om energie van het ene apparaat naar het andere om te zetten.
Dubbel gevoede inductiegenerator: Het is een elektrische generator die wordt gebruikt om mechanische energie om te zetten in elektrische energie in de vorm van een variabele frequentie.
Rasterzijde-omzetter: Het is een AC-DC-omzettercircuit dat wordt gebruikt om een gereguleerde DC-spanning aan de omvormer te leveren. Het wordt gebruikt om een constante tussenkringspanning te behouden.
Rotor-zijconvertor: Het is een DC-AC-omvormer die wordt gebruikt om een gecontroleerde wisselspanning aan de rotor te leveren.

5 redenen waarom windenergieopwekking met een dubbel gevoede inductiemotor de voorkeur heeft

Uitgangssignaal met constante frequentie naar het net, ongeacht de variabele rotorsnelheid.
Laag vermogen vereist voor de vermogenselektronische apparaten en dus lage kosten van het besturingssysteem.
De arbeidsfactor wordt gecontroleerd, d.w.z. gehandhaafd op eenheid.
Opwekking van elektriciteit bij lage windsnelheid.
Vermogenselektronische omzetter moet het deel van de totale belasting aankunnen, d.w.z. 20-30% en ook de kosten van deze omzetter zijn laag dan in het geval van de andere typen generatoren.

Iets om over na te denken!

Ik heb alleen een basisinleiding gegeven over het opwekken van windenergie met behulp van een dubbel gevoede inductiegenerator. Geef vervolgens uw mening over de verschillende besturingstechnieken om het ac-signaal dat naar de rotor wordt gevoerd te regelen.