Proizvodnja električne energije iz energije vjetra pomoću dvostrukog indukcijskog generatora

Proizvodnja električne energije iz energije vjetra pomoću dvostrukog indukcijskog generatora

Dvostruko inducirani generator kao što mu samo ime govori je trofazni indukcijski generator gdje se i namoti rotora i statora napajaju trofaznim izmjeničnim signalom. Sastoji se od višefaznih namotaja smještenih na tijelima rotora i statora. Također se sastoji od sklopa višefaznog kliznog prstena za prijenos snage na rotor. Tipično se koristi za proizvodnju električne energije u generatorima vjetroagregata.



Prije odlaska na daljnje detalje o dvostrukom indukcijskom generatoru koji se koristi u generatorima vjetroagregata, imajmo kratku ideju o proizvodnji energije korištenjem energije vjetra.


Kao što nam je već poznato, energija vjetra nedavno je jedan od najčešće korištenih obnovljivih izvora energije. Velike turbine izrađene su tako da se okreću prema puhanju vjetra i u skladu s tim stvara se električna energija. Generatori vjetroagregata općenito rade u rasponu brzine vjetra između smanjene brzine (minimalna brzina vjetra potrebna da bi se generator spojio na električnu mrežu) i isključene brzine (maksimalna brzina vjetra potrebna da bi se generator isključio iz električne mreže. ).





4 vrste generatora vjetroagregata:
  • Tip 1: Sastoji se od indukcijskog generatora s kavezom koji je povezan izravno na električnu mrežu. Koristi se za mali raspon brzine vjetra.
  • Tip 2: Sastoji se od AC-DC-AC pretvarača uz indukcijski generator prije spajanja na električnu mrežu.
  • Tip 3: Sastoji se od indukcijskog generatora namotanog rotora spojenog izravno na mrežu, gdje se brzina rotora podešava pomoću reostata.
  • Tip 4: Sastoji se od dvostrukog Fed indukcijskog generatora spojenog izravno na mrežu, gdje se brzina rotora podešava pomoću pretvarača natrag natrag.

Osnovni uvod u proizvodnju električne energije iz energije vjetra pomoću dvostrukog indukcijskog generatora.

DFIG se sastoji od 3-faznog namotanog rotora i 3-faznog namotanog statora. Rotor se napaja trofaznim izmjeničnim signalom koji inducira izmjeničnu struju u namotima rotora. Dok se vjetroagregati okreću, oni vrše mehaničku silu na rotor, zbog čega se okreće. Kako se rotor okreće, magnetsko polje nastalo uslijed izmjenične struje također se okreće brzinom proporcionalnom frekvenciji izmjeničnog signala primijenjenog na namote rotora. Kao rezultat, konstantno rotirajući magnetski tok prolazi kroz namote statora koji uzrokuju indukciju izmjenične struje u namotu statora. Stoga brzina vrtnje magnetskog polja statora ovisi o brzini rotora, kao i o frekvenciji izmjenične struje koja se dovodi na namote rotora.

Osnovni zahtjev za proizvodnju električne energije korištenjem energije vjetra je stvaranje izmjeničnog signala konstantne frekvencije, bez obzira na brzinu vjetra. Drugim riječima, frekvencija izmjeničnog signala koji se generira preko statora trebala bi biti konstantna, bez obzira na varijacije brzine rotora. Da bi se to postiglo, potrebno je prilagoditi frekvenciju izmjeničnog signala koji se primjenjuje na namote rotora.



Sustav za proizvodnju energije vjetra koji koristi dvostruko dovedeni indukcijski generator

Sustav za proizvodnju energije vjetra koji koristi dvostruko dovedeni indukcijski generator

Učestalost izmjeničnog signala rotora povećava se smanjenjem brzine rotora i pozitivnog je polariteta i obrnuto. Stoga frekvenciju signala rotora treba prilagoditi tako da je frekvencija signala statora jednaka frekvenciji mrežne linije. To se postiže podešavanjem faznog slijeda namota rotora tako da je magnetsko polje rotora u istom smjeru kao i rotor generatora (u slučaju smanjenja brzine rotora) ili u suprotnom smjeru kao rotor generatora (u slučaju povećanja brzine rotora ).


Cijeli sustav sastoji se od dva pretvarača leđa u leđa - pretvarača na bočnoj strani stroja i mrežnog pretvarača, povezanih u povratnu petlju sustava. Bočni pretvarač stroja koristi se za upravljanje aktivnom i reaktivnom snagom upravljanjem d-q komponenata rotora te također zakretnim momentom i brzinom stroja. Mrežni pretvarač se koristi za održavanje konstantnog napona istosmjerne veze i osigurava rad faktora snage jedinstva čineći jalovu snagu povučenu iz komunalne mreže na nulu. Kondenzator je povezan između dva pretvarača tako da djeluje kao jedinica za pohranu energije. Ovaj raspored leđa prema leđima daje fiksni napon fiksne frekvencije na izlazu, bez obzira na varijabilnu frekvenciju, varijabilni napon izlaza generatora. Ostale primjene indukcijskih generatora su sustavi za pohranu energije s kotačima, pumpane akumulacijske elektrane, pretvarači snage koji napajaju željezničku električnu mrežu iz javne mreže gdje je frekvencija fiksna.

Malo znanja o sustavu za proizvodnju električne energije iz cijelog vjetra

Cijeli sustav sastoji se od sljedećih komponenata:

Načelo rada indukcijskog generatora s dvostrukim napajanjem

Načelo rada indukcijskog generatora s dvostrukim napajanjem

  • Vjetroagregat: Vjetroagregat je obično ventilator koji se sastoji od 3 lopatice koje se okreću kad je vjetar udari. Os rotacije treba biti usklađena sa smjerom vjetra.
  • Mjenjač: To je mehanički sustav visoke preciznosti koji koristi mehaničku metodu za pretvaranje energije s jednog uređaja na drugi.
  • Indukcijski generator s dvostrukim napajanjem: To je električni generator koji se koristi za pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju koja je u obliku promjenjive frekvencije.
  • Mrežni pretvarač: To je krug izmjeničnog i istosmjernog pretvarača koji služi za osiguravanje reguliranog istosmjernog napona pretvaraču. Koristi se za održavanje konstantnog napona istosmjerne veze.
  • Bočni pretvarač rotora: To je DC-AC pretvarač koji služi za osiguravanje kontroliranog izmjeničnog napona na rotoru.

5 razloga zašto je poželjna proizvodnja energije vjetra pomoću dvostruko napajanog indukcijskog motora

  • Izlazni signal konstantne frekvencije na mrežu, bez obzira na promjenjivu brzinu rotora.
  • Niska snaga potrebna za energetske elektroničke uređaje, a time i niska cijena upravljačkog sustava.
  • Faktor snage kontrolira se, tj. Održava se na jedinici.
  • Proizvodnja električne energije pri maloj brzini vjetra.
  • Elektronički pretvarač snage mora podnijeti udio ukupnog opterećenja, tj. 20-30%, a također je trošak ovog pretvarača nizak nego u slučaju ostalih vrsta generatora.

Nešto za razmišljanje!

Sve što sam dao je osnovni uvod o proizvodnji energije vjetra pomoću indukcijskog generatora s dvostrukim napajanjem. Dalje, dajte svoje stavove o raznim tehnikama upravljanja za upravljanje izmjeničnim signalom koji se dovodi na rotor.

Zasluge za sliku: Sustav za proizvodnju energije vjetra koji koristi dvostruko napajani indukcijski generator tvrtke Labvolt