为什么感应发电机不能产生无功功率?

时间:2022-09-13 13:34:15   作者:
与同步发电机不同,传统的异步/感应发电机没有独立的磁场励磁输入。唯一可控制的输入是机械驱动,以控制实际的功率需求。为了补偿增加的负载,转子必须运行更快,以避免输出频率下降和频率与电网不匹配。

缺乏独立的励磁场输入意味着必须从电源母线引入磁化电流。这意味着缺乏电压调节控制和无功功率控制。因此,这种发电机很大程度上依赖电网根据需要抽取无功功率来维持输出电压。所以,独立的离网行动是这个坏小子的禁忌。

为什么感应发电机不能产生无功功率

随着实际电力需求的增加,更多的无功功率被吸收进来。也就是说,当感应发电机的实际功率需求增加时,电网的惯性将受到考验,因为现在,电网必须向发电机提供更多的无功功率,以避免发电机输出端电压下降。如果电网不够坚固或不够大,无法满足这样的需求,那么在发电机终端和整个电网的输出电压就会开始下降。

如果转子转速固定,电网容量不充分,为感应发电机提供足够的无功功率支持,不断增加的电力负荷会降低发电机终端的输出电压和输出频率。即使负载是电阻性的,这种情况也会发生。感应负载导致电压和频率的剧烈变化。这就是为什么同步发电机被信任与批量发电,因为他们没有这样不稳定的负载响应行为。

为什么感应发电机不能产生无功功率

这种机器的现代版本是带绕线转子的双馈感应发电机(DFIG)。一个很花哨的术语,是吧?

定子与往常一样与供电电网相连。通过可调机械驱动来改变转子电流的滑移频率以对抗变化的电气负载,而不是依靠增加转子的速度,通过电力电子转换器向转子注入所需的适当滑移频率的电流。这种对转子滑频电流的控制意味着转子不需要运行在速度过高的增加电气负载。这是有道理的,因为风力涡轮机也有一些空气动力学限制。因此,保持输出频率和实功率控制变得更容易。

在早期传统的鼠笼设计中,转子电流是自己诱导的。在DFIG中,由于电力-电子转换器,转子电流的大小和它的滑移频率是可控的。这种受控制的滑动频率电流通过滑环注入绕线转子,这就是为什么绕线转子是这种机器的必要条件。这提供了对磁化电流的控制,转化为在输出端有无功流控制和电压控制。因此,正在使用的电力电子转换器的成本将取决于发电期间所需的滑移频率范围和转子电流大小的要求。
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