發(fā)電機專題-雙饋風力發(fā)電機的結構
雙饋發(fā)電機廣泛應用在大中型風力發(fā)電機組中,在本節(jié)介紹雙饋風力發(fā)電機的基本結構,雙饋風力發(fā)電機的結構與組成與繞線式感應電動機相同,根據(jù)發(fā)電機的需要主要是電磁設計要求不同。
雙饋風力發(fā)電機一般采用4極或6極,2MW以下的發(fā)電機多采用4極,2MW以上的發(fā)電機多采用6極,本節(jié)介紹的是4極發(fā)電機,定子鐵心與轉子鐵心都由硅鋼片疊成,圖1是定子鐵心與轉子鐵心的沖片。
圖1--定子與轉子鐵心沖片
在定子鐵芯的槽內(nèi)嵌放著三相交流繞組,三相繞組按4極繞制,連接成星形,見圖2是嵌有三相繞組的定子。當繞組接入三相交流電源就可在定子內(nèi)產(chǎn)生旋轉磁場。
圖2--定子鐵心與繞組
定子固定在機座內(nèi),機座外殼上有通風孔,便于電機散熱,見圖3。
圖3--定子安裝在機座內(nèi)
把轉子鐵芯沖片壓緊在轉子支架上,轉子支架緊固在電機轉軸上,見圖4。
圖4--轉子鐵心與軸
轉子鐵芯的槽內(nèi)嵌放著轉子繞組,按4極三相交流繞組繞制,三個繞組連接成星形接法,接入三相交流電源會在轉子鐵心外周產(chǎn)生旋轉磁場。不管定子與轉子的槽數(shù)各為多少,定子繞組與轉子繞組的極數(shù)必須相同。
雙饋發(fā)電機的功率較大,又是多極,其繞線轉子用帶絕緣的扁銅條做線圈,每槽有上下兩根扁銅線,采用雙層波繞法,把各相線圈串聯(lián)而成。
在轉軸上安裝三個集電環(huán),三個集電環(huán)之間、,環(huán)與轉軸之間都是互相絕緣的,轉子繞組的三根引出端線通過轉軸的凹槽連接到三個集電滑環(huán)上。在轉軸上安裝兩個軸流風扇用于發(fā)電機散熱,發(fā)電機整個旋轉部分(轉子)見圖5。
圖5--整個繞線轉子
轉子安裝在定子內(nèi),由固定在機座兩端的端蓋支撐,轉子軸承安裝在端蓋上。在轉子集電環(huán)一側安裝著電刷罩,三個電刷固定在電刷罩內(nèi),刷握上的彈簧緊壓著碳質(zhì)電刷,保持電刷與集電環(huán)緊密接觸,見圖6。
圖6--雙饋風力發(fā)電機剖面圖
圖7是這個雙饋風力發(fā)電機的外觀圖,發(fā)電機有兩個接線盒,在機座上的主接線盒是定子繞組的引出線端子;在電刷罩上的接線盒是轉子繞組通過集電環(huán)引出線的端子。在機座外殼上部有多個通風孔用于電機散熱。
圖7--雙饋風力發(fā)電機外觀圖
發(fā)電機定子與轉子發(fā)出的熱量采用空氣冷卻,空氣流動是靠轉子兩端的軸流風扇推動,圖8中的橙紅色箭頭線表示空氣的流動路徑,被風扇壓入的空氣一部分從轉子繞組與定子繞組端流過,對其進行冷卻后排出;另一部分空氣從轉子支架進入穿過轉子與定子鐵心排出,對鐵心與繞組進行冷卻。
圖8--雙饋風力發(fā)電機冷卻氣流走向圖
由于風力發(fā)電機工作場合灰塵較大,用于冷卻發(fā)電機的空氣要經(jīng)過過濾,在發(fā)電機上方加裝空氣過濾器,對于較大的發(fā)電機可采用外部熱交換器對電機的冷卻氣體進行強制降溫,熱交換器可采用空氣冷卻的或水冷卻。如圖9是加裝空氣冷卻器后的雙饋風力發(fā)電機。
外部空氣被空氣冷卻器的離心風機壓入,外部空氣與電機冷卻氣體在空氣冷卻器內(nèi)是隔離的,僅通過熱交換器進行熱量交換,吸收熱量后的外部空氣從空氣出口排出,用于電機冷卻的氣體僅在電機與熱交換器間循環(huán)流動。
圖9--強制空冷雙饋風力發(fā)電機
圖10是網(wǎng)上的強制風冷雙饋風力發(fā)電機圖片。
圖10--強制空冷雙饋風力發(fā)電機照片
圖11是網(wǎng)上的水冷機座雙饋風力發(fā)電機。
圖11--水冷機座雙饋風力發(fā)電機照片
雙饋風力發(fā)電機定子直接與電網(wǎng)相連,繞線轉子通過變頻器與電網(wǎng)相連。當雙饋發(fā)電機的負載和轉速變化時,通過變頻器調(diào)節(jié)饋入轉子繞組的電流頻率與相位,可保持定子輸出的電壓和頻率穩(wěn)定。有關雙饋風力發(fā)電機組的基本工作原理參見本網(wǎng)站本網(wǎng)站雙饋風力發(fā)電機組工作原理一節(jié)。
責任編輯:電改觀察員
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