图8为同步运行时记录的曲线图。图8(a)为发电机转子转速被直流电动机拖动到1 300 r/min(如曲线1所示)后,变频器投入运行。开关S1闭合后,网侧变流器启动建立直流母线电压(如曲线2 所示),当直流母线电压建立完成并稳定后,转子侧逆变器投入运行,为转子绕组提供三相励磁电流,产生旋转的磁场,并在定子绕组上感生电压(如曲线4 所示),当定子绕组上的感应电压与电网电压(如曲线3 所示)在幅值、频率和相位完全一致后,同步过程完成,可以随时闭合开关S2,将发电机并入电网。曲线5和6分别为同步过程中的定转子电流。
图8(b)所示为电网U 相电压与定子U 相电压在同步过程中的变化曲线。由图可知,当变频器投入运行后,定子U 相电压迅速建立,并与电网U 相电压在相位、幅值上完全一致,达到同步的要求。
b.发电运行
图9 为发电机处于超同步运行(转子转速为1 513 r/min),给定转矩为额定转矩的85%,无功功率给定为零时,电网线电压、相电流的波形图。理论分析可知,当发电机处于超同步运行状态,发电机的定子侧和转子侧应同时向电网输出电能,网侧相电流为定子与转子的电流之和。通常网侧变流器的无功功率给定设置为零,所以定子与转子电流的相位相同,都与电网电压反相。实际上,由图可知,电网相电压与定子电流相位相差180°,完全反相,发电机处于发电状态,向电网输出电能,功率因数为-1。
结语
风力发电作为21 世纪全球最有发展潜力的新能源之一,必将受到越来越多的重视。由ABB 研制和生产的风力发电变频产品ACS800-67/77 代表了当今风电的两大主流方向,已经成功应用于世界各地,对风电技术的全球发展起到了积极的推动作用。
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