双馈风力发电机工作原理

我们通常所讲的双馈异步发电机实质上是一种绕线式转子电机，由于其定、转

子都能向电网馈电，故简称双馈电机。双馈电机虽然属于异步机的范畴，但是由于

其具有独立的励磁绕组，可以象同步电机一样施加励磁，调节功率因数，所以又称

为交流励磁电机，也有称为异步化同步电机。

同步电机由于是直流励磁，其可调量只有一个电流的幅值，所以同步电机一般

只能对无功功率进行调节。交流励磁电机的可调量有三个：一是可调节的励磁电流

幅值；二是可改变励磁频率；三是可改变相位。这说明交流励磁电机比同步电机多

了两个可调量。

通过改变励磁频率，可改变发电机的转速，达到调速的目的。这样，在负荷突

变时，可通过快速控制励磁频率来改变电机转速，充分利用转子的动能，释放或吸

收负荷，对电网扰动远比常规电机小。

改变转子励磁的相位时，由转子电流产生的转子磁场在气隙空间的位置上有一

个位移，这就改变了发电机电势与电网电压相量的相对位移，也就改变了电机的功

率角。这说明电机的功率角也可以进行调节。所以交流励磁不仅可调节无功功率，还

可以调节有功功率。

交流励磁电机之所以有这么多优点，是因为它采用的是可变的交流励磁电流。

但是，实现可变交流励磁电流的控制是比较困难的，本章的主要内容讲述一种基于

定子磁链定向的矢量控制策略，该控制策略可以实现机组的变速恒频发电而且可以

实现有功无功的独立解耦控制，当前的主流双馈风力发电机组均是采用此种控制策

略。

双馈电机的基本工作原理

设双馈电机的定转子绕组均为对称绕组，电机的极对数为，根据旋转磁场理论，

当定子对称三相绕组施以对称三相电压，有对称三相电流流过时，会在电机的气隙

中形成一个旋转的磁场，这个旋转磁场的转速称为同步转速，它与电网频率及电机

的极对数的关系如下：

（

3-

1）

同样在转子三相对称绕组上通入频率为

的三相对称电流，所产生旋转磁场相对

于转子本身的旋转速度为：

p

1

n

1

fp

p

f

n

1

1

60

=

2

f

p

f

n

2

2

60

=