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双馈发电机简介及常见故障

一：双馈电机简介及工作原理

（1)简介:

双馈异步风力发电机（DFIG，Double—FedInductionGenerator）是一

种绕线式感应发电机,是变速恒频风力发电机组的核心部件,也是风力

发电机组国产化的关键部件之一。该发电机主要由电机本体和冷却系

统两大部分组成。电机本体由定子、转子和轴承系统组成,冷却系统

分为水冷、空空冷和空水冷三种结构。

双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变流

器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求

由变频器自动调节,机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用

电负载和并网的要求.由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成

了柔性连接，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励

磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。

（2）工作原理：

双馈感应发电机由定子绕组直连定频三相电网的绕线型感应发

电机和安装在转子绕组上的双向背靠背IGBT电压源变流器组成。

“双馈”的含义是定子电压由电网提供，转子电压由变流器提供。

该系统允许在限定的大范围内变速运行。通过注入变流器的转子电

流，变流器对机械频率和电频率之差进行补偿。在正常运行和故障期

间，发电机的运转状态由变流器及其控制器管理。

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变流器由两部分组成：转子侧变流器和电网侧变流器，它们是彼

此独立控制的。电力电子变流器的主要原理是转子侧变流器通过控制

转子电流分量控制有功功率和无功功率，而电网侧变流器控制直流母

线电压并确保变流器运行在统一功率因数（即零无功功率）。

功率是馈入转子还是从转子提取取决于传动链的运行条件：在超

同步状态，功率从转子通过变流器馈入电网；而在欠同步状态，功率

反方向传送。在两种情况（超同步和欠同步)下，定子都向电网馈电。

（3)优点：

首先，它能控制无功功率,并通过独立控制转子励磁电流解耦有

功功率和无功功率控制。其次，双馈感应发电机无需从电网励磁，而

从转子电路中励磁。最后，它还能产生无功功率,并可以通过电网侧

变流器传送给定子。但是，电网侧变流器正常工作在单位功率因数，

并不包含风力机与电网的无功功率交换。

二:电机常见故障及解决办法

1：电机轴电流电流？

电机的轴－－轴承座－－底座回路中的电流称为轴电流

轴电流产生的原因：

（1)磁场不对称；

（2）供电电流中有谐波；

（3）制造、安装不好，由于转子偏心造成气隙不匀;

(4）可拆式定子铁心两个半圆间有缝隙；

(5）有扇形叠成的定子铁心的拼片数目选择不合适。

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轴电流危害：

使电机轴承表面或滚珠受到侵蚀，形成点状微孔，使轴承运转性能恶

化,摩擦损耗和发热增加，最终造成轴承烧毁。

预防轴电流：

（1)消除脉动磁通和电源谐波（如在变频器输出侧加装交流电抗器）;

（2)电机设计时，将滑动轴承的轴承座和底座绝缘,滚动轴承的外圈和

端盖绝缘.

2：电机不宜轻载运行?

电机轻载运行时,会造成：

（1)电机功率因数低;

（2)电机效率低。

会造成设备浪费，运行不经济.

3：电机过热的原因有哪些？

（1)负载过大;

(2）缺相；

（3）风