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

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

　　針對交流勵磁可變速發(fā)電機的特點，結(jié)合風(fēng)機發(fā)電機組的具。沐運行工況，將交流勵磁可變速發(fā)電機應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機組上，將充分利用交流勵磁可變速發(fā)電機的優(yōu)點，使風(fēng)力發(fā)電技術(shù)躍上一個新的臺階。

　　300kW交流勵磁可變速風(fēng)力發(fā)電機，該發(fā)電機將用于發(fā)電設(shè)備國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)系來看，電機的電磁功率為：為0時，電機轉(zhuǎn)子為亞同步運行，戶2>0，轉(zhuǎn)子將從電網(wǎng)吸收功率。而當(dāng)5<0時，電機轉(zhuǎn)子為超同步運行，p2　　通過這些基本電磁關(guān)系，部分參數(shù)采用電磁場分析方法，即可獲得較理想的電磁設(shè)計方案。

　　3300kW交流勵磁可變速發(fā)電機分析結(jié)果3.1發(fā)電機的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點額定功率（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）轉(zhuǎn)子電流（A）該發(fā)電機的整體結(jié)構(gòu)與繞式異步電機相似。電機機座采用鑄鐵的，防護等級為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，四個滑環(huán)，以使轉(zhuǎn)子各相獨立供電。給出了一個單元電機的轉(zhuǎn)子繞組分布圖和轉(zhuǎn)子繞組磁勢圖。

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

　　4小結(jié)將交流勵磁可變速發(fā)電機技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電有i午多優(yōu)點，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交流勵磁可變速發(fā)電機轉(zhuǎn)子采）TI二相正交繞組，于控制和測t；轉(zhuǎn)子勵容酞僅為30kW，使勵磁用變頻電源的容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)計與電磁場有限元分析相結(jié)合的方法，可對該類甩電機進行較銪確的分析，易于工程用。