Zdvojnásobený indukční generátor, jak jeho název napovídá, je třífázový indukční generátor, kde jsou jak vinutí rotoru, tak statoru napájena třífázovým střídavým signálem. Skládá se z vícefázových vinutí umístěných na tělese rotoru i statoru. Skládá se také z vícefázové sestavy sběracího kroužku pro přenos energie na rotor. Obvykle se používá k výrobě elektřiny v generátorech větrných turbín.

Než se podíváme na další podrobnosti o indukčním generátoru s dvojitým napájením, který se používá v generátorech větrných turbín, pojďme si udělat krátkou představu o výrobě energie pomocí větrné energie.

Jak již víme, větrná energie je v poslední době jedním z nejpoužívanějších obnovitelných zdrojů energie. Velké turbíny se otáčejí podle foukání větru a podle toho se vyrábí elektřina. Generátory větrných turbín obecně pracují v rozsahu rychlosti větru mezi snížením rychlosti (minimální rychlost větru potřebná pro připojení generátoru k elektrické síti) a mezní rychlostí (maximální rychlost větru potřebná k odpojení generátoru od elektrické sítě) ).

4 typy generátorů větrných turbín:

Typ 1: Skládá se z indukčního generátoru veverkové klece připojeného přímo k energetické síti. Používá se pro malý rozsah rychlosti větru.
Typ 2: Skládá se z měniče AC-DC-AC kromě indukčního generátoru před připojením k elektrické síti.
Typ 3: Skládá se z indukčního generátoru vinutého rotoru připojeného přímo k síti, kde se otáčky rotorů nastavují pomocí reostatu.
Typ 4: Skládá se z induktoru s dvojitým napájením připojeného přímo k síti, kde se otáčky rotoru nastavují pomocí měničů typu back to back.

Základní úvod do výroby elektřiny z větrné energie pomocí Double Fed Induction Generator.

DFIG se skládá z 3fázového vinutého rotoru a 3fázového vinutého statoru. Rotor je napájen třífázovým střídavým signálem, který indukuje střídavý proud ve vinutí rotoru. Jak se větrné turbíny otáčejí, vyvíjejí mechanickou sílu na rotor a způsobují jeho otáčení. Při otáčení rotoru se magnetické pole vytvářené střídavým proudem také otáčí rychlostí úměrnou frekvenci střídavého signálu přiváděného na vinutí rotoru. Výsledkem je, že neustále rotující magnetický tok prochází vinutí statoru, což způsobuje indukci střídavého proudu ve vinutí statoru. Rychlost otáčení magnetického pole statoru tedy závisí na rychlosti rotoru i na frekvenci střídavého proudu přiváděného do vinutí rotoru.

Základním požadavkem na výrobu elektřiny pomocí větrné energie je produkovat střídavý signál s konstantní frekvencí bez ohledu na rychlost větru. Jinými slovy, frekvence střídavého signálu generovaného napříč statorem by měla být konstantní bez ohledu na kolísání rychlosti rotoru. K dosažení tohoto cíle je třeba upravit frekvenci střídavého signálu přiváděného na vinutí rotoru.

“jaké jsou typy čerpadel ”

Systém výroby větrné energie využívající indukční generátor s dvojitým napájením

Frekvence střídavého signálu rotoru se zvyšuje se snižováním otáček rotoru a má kladnou polaritu a naopak. Frekvence signálu rotoru by tedy měla být upravena tak, aby se frekvence signálu statoru rovnala frekvenci síťového vedení. To se provádí nastavením fázové sekvence vinutí rotoru tak, aby magnetické pole rotoru bylo ve stejném směru jako rotor generátoru (v případě snížení rychlosti rotoru) nebo v opačném směru jako rotor generátoru (v případě zvýšení rychlosti rotoru) ).

Celý systém se skládá ze dvou zpětných měničů - převodníku na straně stroje a převodníku na straně sítě připojených ve zpětnovazební smyčce systému. Převodník na straně stroje se používá k řízení činných a jalových výkonů řízením d-q složek rotoru a také točivého momentu a rychlosti stroje. Převodník na straně sítě se používá k udržování konstantního napětí stejnosměrného meziobvodu a zajišťuje provoz jednotkového účiníku tím, že reaktivní výkon odebíraný z rozvodné sítě se vynuluje. Kondenzátor je připojen mezi dva převaděče tak, že funguje jako jednotka pro skladování energie. Toto uspořádání zády k sobě poskytuje výstup stálé frekvence s pevným napětím bez ohledu na proměnnou frekvenci, výstup proměnného napětí generátoru. Dalšími aplikacemi indukčních generátorů jsou setrvačníkové systémy akumulace energie, přečerpávací elektrárny, měniče energie napájející železniční energetickou síť z veřejné sítě, kde je stanovena frekvence.

Trochu znalostí o systému výroby celé větrné energie

Celý systém se skládá z následujících komponent:

Princip fungování indukčního generátoru s dvojitým napájením

Větrná turbína: Větrná turbína je obvykle ventilátor skládající se ze 3 lopatek, které se otáčejí, když na ni udeří vítr. Osa otáčení by měla být vyrovnána se směrem větru.
Převodovka: Jedná se o vysoce přesný mechanický systém, který využívá mechanickou metodu k převodu energie z jednoho zařízení na druhé.
Double Fed Induction Generator: Jedná se o elektrický generátor používaný k přeměně mechanické energie na elektrickou energii, která je ve formě proměnné frekvence.
Grid Side Converter: Jedná se o obvod převodníku AC-DC, který se používá k zajištění regulovaného stejnosměrného napětí střídače. Používá se k udržení konstantního napětí meziobvodu.
Boční převodník rotoru: Jedná se o střídač DC-AC, který se používá k napájení řízeného střídavého napětí do rotoru.

5 důvodů, proč je upřednostňována výroba větrné energie pomocí dvojnásobně indukovaného indukčního motoru

Výstupní signál s konstantní frekvencí do sítě bez ohledu na proměnnou rychlost rotoru.
Nízký výkon vyžadovaný pro výkonová elektronická zařízení, a tedy nízké náklady na řídicí systém.
Účiník je řízen, tj. Udržován na jednotě.
Výroba elektrické energie při nízké rychlosti větru.
Výkonový elektronický převodník musí zvládnout zlomek celkové zátěže, tj. 20 - 30% a také náklady na tento převodník jsou nízké než v případě jiných typů generátorů.

Něco na zamyšlení!

Jediné, co jsem uvedl, je základní úvod o výrobě větrné energie pomocí indukčního generátoru s dvojitým napájením. Dále poskytněte své názory na různé řídicí techniky pro ovládání střídavého signálu přiváděného do rotoru.