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ABB变频器代理商---ABB变频器在风力发电行业的应用
发布时间:2020-05-15        浏览次数:71        返回列表

      目前流行的变速变桨风力发电机组的动力驱动系统主要两种方案:一种是升速齿轮箱+绕线式异步电动机+双馈电力电子变换器;另一种是无齿轮箱的直接驱动低速永磁发电机+全功率变频器。两种方案各有优缺点:前者采用高速电机,体积小重量轻,双馈变流器的容量仅与电机的转差容量相关,效率高、价格低廉,缺点是升速齿轮箱价格贵,噪音大、易疲劳损坏;后者无齿轮箱,可靠性高,但采用低速永磁电机,体积大,造价高,变频器需要全功率,成本提高。
 

      除了上述两个方案外,还引入了两个折中方案,一个是低速集成齿轮箱的永磁同步电机+全功率变频器;一个是高速齿轮箱的永磁同步电机+全功率变频器。根据美国国家可再生能源实验室NREL报告的量化比较数据分析,这两种折中方案也具有很大的发展潜力。

一、 四种风力发电系统简介
  1.1 高速异步发电机双馈系统(DFIG)
  高速异步发电机双馈系统主要由升速齿轮箱+绕线异步发电机+双馈变频器构成,ABB变频器发电机典型功率范围为600~5 000 kW,如图1所示。
 
ABB变频器  ACS550  510  880
        DFIG的特点是发电机转速可以在同步转速上、下两个方向变化。假设1.5 MW风电机组的叶轮转速变化范围为10~20 r/min,通常令15 r/min对应电机同步转速,这样转速变化范围为电机额定转速的±1/3,相应变频器的功率只有电机功率的1/3。若想简化机构采用直接驱动,电机额定转速也应该为15 r/min,由于异步电机定子接在50 Hz 电网,则要求电机极对数为200,很难实现,因此该方案必须使用升速齿轮箱,配高速异步电机(通常采用6极电机)。升速齿轮箱速比大,负荷重,随风速变化波动大且频繁,造价高、易疲劳损坏是该方案的主要缺点,另外绕线式异步电机的电刷和滑环也会影响系统的可靠性,增加维护工作量。

  对数为200,很难实现,因此该方案必须使用升速齿轮箱,配高速异步电机(通常采用6极电机)。升速齿轮箱速比大,负荷重,随风速变化波动大且频繁,造价高、易疲劳损坏是该方案的主要缺点,另外绕线式异步电机的电刷和滑环也会影响系统的可靠性,增加维护工作量。
 

  1.2 低速永磁同步发电机直驱系统(PMDD)

  低速永磁同步发电机直驱系统主要由低速永磁同步发电机+全功率变频器构成,如图2所示。ABB发电机典型功率范围为600~5 000 kW。

PMDD的特点是没有升速齿轮箱,叶轮直接驱动低速发电机转子,消除了DFIG 的薄弱环节,大大提高可靠性,降低维护工作量。由于发电机定子绕组不直接与电网相连,而是通过变频器连接,因此电机额定转速可以降低,使电机极数减少至合理值。缺点是低速电机体积大,定子绕组绝缘等级要求高,变频器要输送发电机全功率,因此电机和变频器的价格都比DFIG高。
 

本文摘自:网络  日期:2020-05-15
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