ייצור חשמל מאנרגיית רוח באמצעות מחולל אינדוקציה כפול פד

גנרטור אינדוקציה שהוזן כפליים כשמו כן הוא מחולל אינדוקציה תלת פאזי שבו גם הרוטור וגם פיתולי הסטטור מוזנים עם אות זרם חילופין 3 פאזות. הוא מורכב מתפתולים רב-פאזיים המונחים על גבי הרוטור וגופי הסטטור. הוא מורכב גם ממכלול טבעת החלקה רב-שלבית להעברת כוח לרוטור. הוא משמש בדרך כלל לייצור חשמל בגנרטורים של טורבינות רוח.

לפני שנלך לפרטים נוספים אודות מחולל אינדוקציה כפול פד המשמש בגנרטורים של טורבינות רוח, תן לנו לקבל מושג קצר על ייצור חשמל המשתמש באנרגיית רוח.

כפי שכבר ידוע לנו, אנרגיית רוח היא לאחרונה אחד ממקורות האנרגיה המתחדשים הנפוצים ביותר. טורבינות גדולות נעשות להסתובב בהתאם לנשבת הרוח ובהתאם לכך נוצר חשמל. בדרך כלל גנרטורי טורבינות הרוח עובדים בטווח של מהירות רוח בין קיצוץ המהירות (מהירות רוח מינימלית הנדרשת להתחברות הגנרטור לרשת החשמל) וניתוק מהירות (מהירות רוח מרבית הנדרשת להתנתקות הגנרטור מרשת החשמל. ).

4 סוגים של מחוללי טורבינות רוח:

• סוג 1: הוא מורכב ממחולל אינדוקציה של כלובי סנאי המחובר ישירות לרשת החשמל. הוא משמש לטווח קטן של מהירות רוח.
• סוג 2: הוא מורכב מממיר AC-DC-AC בנוסף לגנרטור האינדוקציה לפני חיבורו לרשת החשמל.
• סוג 3: הוא מורכב ממחולל אינדוקציה של רוטור פצע המחובר ישירות לרשת, שם מותאמים למהירות הרוטורים באמצעות ריאוסטט.
• סוג 4: הוא מורכב ממחולל אינדוקציה כפול פד המחובר ישירות לרשת, שם מותאם מהירות הרוטור באמצעות ממירי גב אל גב.

מבוא בסיסי לייצור חשמל מאנרגיית הרוח באמצעות מחולל אינדוקציה כפול פד.

ה- DFIG מורכב מרוטור פצע תלת פאזי וסטטור פצע תלת פאזי. הרוטור מוזר עם אות זרם זרם תלת פאזי אשר מביא זרם זרם סיבוב בפיתולי הרוטור. כאשר טורבינות הרוח מסתובבות, הן מפעילות כוח מכני על הרוטור וגורמות לו להסתובב. כאשר הרוטור מסתובב השדה המגנטי המיוצר עקב זרם ה- AC מסתובב גם במהירות פרופורציונאלית לתדירות האות AC המופעל על פיתולי הרוטור. כתוצאה מכך עובר שטף מגנטי מסתובב כל הזמן דרך פיתולי הסטטור הגורמים לאינדוקציה של זרם זרם זרם זרם זרם זרם AC. לפיכך, מהירות הסיבוב של השדה המגנטי הסטטורי תלויה במהירות הרוטור וכן בתדירות זרם ה- AC המוזן לפיתולי הרוטור.

הדרישה הבסיסית לייצור חשמל באמצעות אנרגיית רוח היא לייצר אות זרם חילופין בתדירות קבועה ללא קשר למהירות הרוח. במילים אחרות תדירות האות זרם החשמל שנוצר על פני הסטאטור צריכה להיות קבועה ללא קשר לשינויים במהירות הרוטור. כדי להשיג זאת, יש לכוונן את תדירות האות AC המופעל על פיתולי הרוטור.

מערכת ייצור כוח רוח המשתמשת בגנרטור אינדוקציה כפול

תדירות האות AC הרוטורי עולה ככל שמהירות הרוטור פוחתת וקוטבית חיובית ולהיפך. לכן יש להתאים את תדר אות הרוטור כך שתדר אות הסטטור שווה לתדר קו הרשת. זה נעשה על ידי התאמת רצף הפאזה של פיתולי הרוטור כך שהשדה המגנטי של הרוטור יהיה באותו כיוון כמו רוטור הגנרטור (במקרה של ירידת מהירות הרוטור) או בכיוון ההפוך כמו רוטור הגנרטור (במקרה של הגדלת מהירות הרוטור. ).

המערכת כולה מורכבת משני ממירים גב לגב - ממיר בצד המכונה וממיר צד רשת, המחובר בלולאת המשוב של המערכת. הממיר בצד המכונה משמש לשליטה בכוחות הפעילים והתגובתיים על ידי שליטה על רכיבי d-q של הרוטור וגם על מומנט ומהירות המכונה. הממיר בצד הרשת משמש לשמירה על מתח קישור dc קבוע ומבטיח את פעולת גורם הכוח האחדות על ידי הפיכת הכוח התגובתי הנמשך מרשת השירות לאפס. קבל מחובר בין שני הממירים כך שהוא משמש כיחידת אחסון אנרגיה. סידור גב אל גב זה מספק תפוקת תדרים קבועה במתח קבוע ללא קשר לתפוקת המשתנה המתח המשתנה, של הגנרטור. יישומים אחרים של גנרטורי האינדוקציה הם מערכות אחסון אנרגיה גלגל טס, תחנות כוח אחסון שאובות, ממירי כוח המזינים רשת חשמל ברכבת מהרשת הציבורית שבה התדר קבוע.

קצת ידע על מערכת ייצור כוח הרוח השלמה

המערכת כולה מורכבת מהרכיבים הבאים:

עיקרון העבודה של מחולל אינדוקציה כפול

• טורבינת רוח: טורבינת הרוח היא בדרך כלל מאוורר המורכב משלושה להבים המסתובבים כאשר הרוח פוגעת בו. יש ליישר את ציר הסיבוב לכיוון הרוח.
• תיבת הילוכים: זוהי מערכת מכנית בעלת דיוק גבוה המשתמשת בשיטה מכנית להמרת אנרגיה ממכשיר אחד למשנהו.
• גנרטור אינדוקציה כפול פד: זהו גנרטור חשמלי המשמש להמרת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית שהיא בצורה של תדר משתנה.
• ממיר צד רשת: זהו מעגל ממיר AC-DC המשמש לספק מתח DC מוסדר למהפך. הוא משמש לשמור על מתח קישור DC קבוע.
• ממיר צד רוטור: זהו מהפך DC-AC המשמש לספק מתח AC מבוקר לרוטור.

5 סיבות מדוע מועדף לייצור כוח רוח באמצעות מנוע אינדוקציה כפול

• אות פלט תדר קבוע לרשת ללא קשר למהירות הרוטור המשתנה.
• דרוש הספק נמוך למכשירים האלקטרוניים החשמליים ומכאן עלות נמוכה של מערכת בקרה.
• גורם הכוח נשלט, כלומר נשמר באחדות.
• ייצור חשמל חשמלי במהירות רוח נמוכה.
• ממיר אלקטרוני כוח צריך להתמודד עם חלק מהעומס הכולל כלומר 20-30% וגם העלות של ממיר זה נמוכה מאשר במקרה של סוגים אחרים של גנרטורים.

משהו לחשוב!

כל מה שנתתי הוא מבוא בסיסי על ייצור כוח רוח באמצעות מחולל אינדוקציה כפול. לאחר מכן, תן דעותיך לגבי טכניקות הבקרה השונות כדי לשלוט על אות ה- AC המוזן לרוטור.

נקודות זכות תמונה: מערכת ייצור אנרגיית רוח המשתמשת בגנרטור אינדוקציה כפול על ידי Labvolt