核心提示：　　1前S交流勵(lì)磁可變速發(fā)電技術(shù)通過(guò)改變電機(jī)勵(lì)磁電流的頻率，可使機(jī)組運(yùn)行于最優(yōu)轉(zhuǎn)速t從而提商機(jī)組運(yùn)行效率，礦大機(jī)組的運(yùn)行菹圍，有利于機(jī)組穩(wěn)定。該項(xiàng)技術(shù)因其特有的優(yōu)點(diǎn)而使其在國(guó)外水電機(jī)組中有較多應(yīng)m.

　　1前S交流勵(lì)磁可變速發(fā)電技術(shù)通過(guò)改變電機(jī)勵(lì)磁電流的頻率，可使機(jī)組運(yùn)行于最優(yōu)轉(zhuǎn)速t從而提商機(jī)組運(yùn)行效率，礦大機(jī)組的運(yùn)行菹圍，有利于機(jī)組穩(wěn)定。該項(xiàng)技術(shù)因其特有的優(yōu)點(diǎn)而使其在國(guó)外水電機(jī)組中有較多應(yīng)m. h力發(fā)電與水力發(fā)電的運(yùn)行狀況有相似之處。隨著季節(jié)的變化，原動(dòng)力（風(fēng)量、風(fēng)速等）常發(fā)生較大變化。若風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在不同風(fēng)能狀態(tài)下都能以風(fēng)能利用率較高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，同樣會(huì)對(duì)能源利用以及機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行等帶許多好處。

　　針對(duì)交流勵(lì)磁可變速發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)，結(jié)合風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)組的具。沐運(yùn)行工況，將交流勵(lì)磁可變速發(fā)電機(jī)應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上，將充分利用交流勵(lì)磁可變速發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使風(fēng)力發(fā)電技術(shù)躍上一個(gè)新的臺(tái)階。

　　300kW交流勵(lì)磁可變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)將用于發(fā)電設(shè)備國(guó)家工程研究中心的大型風(fēng)力發(fā)電。向量圖如所示。相應(yīng)的基本方程為一分別為定子電流、激磁電流和轉(zhuǎn)子歸算電流；從能量關(guān)系來(lái)看，電機(jī)的電磁功率為：為0時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子為亞同步運(yùn)行，戶2>0，轉(zhuǎn)子將從電網(wǎng)吸收功率。而當(dāng)5<0時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子為超同步運(yùn)行，p2　　通過(guò)這些基本電磁關(guān)系，部分參數(shù)采用電磁場(chǎng)分析方法，即可獲得較理想的電磁設(shè)計(jì)方案。

　　3300kW交流勵(lì)磁可變速發(fā)電機(jī)分析結(jié)果3.1發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)額定功率（kw）效率（％）額定功率因數(shù)（％）額定電壓（V）額定頻率（Hz）同步轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)速范圍（r/min）轉(zhuǎn)子電壓（V）G=0.1時(shí)）轉(zhuǎn)子電流（A）該發(fā)電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)與繞式異步電機(jī)相似。電機(jī)機(jī)座采用鑄鐵的，防護(hù)等級(jí)為IP23.定子采用三相雙層迭繞組，轉(zhuǎn)子采用隱極兩相雙層迭繞組，四個(gè)滑環(huán)，以使轉(zhuǎn)子各相獨(dú)立供電。給出了一個(gè)單元電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分布圖和轉(zhuǎn)子繞組磁勢(shì)圖。

　　3.2異步工況的勵(lì)磁核算當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍為額定轉(zhuǎn)速的*10%時(shí)，如保持發(fā)電機(jī)額定出力和功率因數(shù)不變，可根據(jù)等值電路計(jì)算勵(lì)磁容量。勵(lì)磁電壓與轉(zhuǎn)子頻率的關(guān)系見如下曲線。當(dāng)5=0.10時(shí)，轉(zhuǎn)子電流為41.2A，勵(lì)磁電壓為3.3氣隙磁密波形的分析計(jì)算由于交流勵(lì)磁可變速發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理的特殊性，簡(jiǎn)單套用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法將帶來(lái)較大誤差。我們?cè)趥鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上。對(duì)部分關(guān)鍵參數(shù)采用了電磁場(chǎng)有限元分析方法。為單元電機(jī)剖分，為場(chǎng)分布Hf！，閣7為磁密分布1丨線。通過(guò)計(jì)箅不網(wǎng)繞組方式、不叼捎配合時(shí)的氣隙進(jìn)密。對(duì)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)與電氣參田7密波形1*數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而確定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與參數(shù)。

　　4小結(jié)將交流勵(lì)磁可變速發(fā)電機(jī)技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電有i午多優(yōu)點(diǎn)，可提商風(fēng)能利用系數(shù)，可有效改苒系統(tǒng)的特性和效率。

　　本文所設(shè)it的3kVl交流勵(lì)磁可變速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子采）TI二相正交繞組，于控制和測(cè)t；轉(zhuǎn)子勵(lì)容酞僅為30kW，使勵(lì)磁用變頻電源的容t大為降低，因而可以大大降低設(shè)備投資。

　　本文所采用的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與電磁場(chǎng)有限元分析相結(jié)合的方法，可對(duì)該類甩電機(jī)進(jìn)行較銪確的分析，易于工程用。