Language
Country/Area
No result found
От Tesla до Hyundai: как электродвигатели с двойным питанием меняют будущее ветроэнергетики?
Поскольку мировой спрос на возобновляемые источники энергии растет, ветроэнергетика играет все более важную роль в устойчивом развитии. В этом процессе трансформации система индукционного двигателя с двойным питанием (DFIG) постепенно стала одной из основных технологий привода для ветровых турбин. То, как оживить вековую технологию, заслуживает нашего глубокого обсуждения.
Базовая концепция двигателя двойной подачи
Двигатель двойного питания — это особый тип двигателя и генератора. В отличие от обычных электродвигателей, обмотки возбуждения и лопасти двигателя с двойным питанием подключаются отдельно к внешним по отношению к машине устройствам, что позволяет ему работать на скоростях, немного превышающих или снижающих его естественную синхронную скорость. Эта функция особенно важна для крупных ветровых турбин с переменной скоростью, где скорость ветра может меняться непредсказуемо и резко.
При сильном порыве ветра лопасти ветряной турбины также ускоряются, но синхронный генератор ограничен скоростью электросети и не может за ней угнаться.
Ветряные турбины на основе технологии DFIG способны мгновенно реагировать на изменения скорости ветра. При появлении сильного ветра этот генератор может вовремя увеличить скорость, чтобы снизить механическое давление и преобразовать энергию ветра в эффективное электричество.
Историческая справка о технологии DFIG
Концепция двигателя двойного питания появилась в 1888 году, когда Никола Тесла впервые изобрел асинхронный двигатель с фазным ротором. Со временем эта технология претерпела ряд усовершенствований, включая привод Крамера и привод Шебиуса, постепенно переходя к более эффективным системам статического привода и в конечном итоге развившись в текущую архитектуру DFIG.
Современные DFIG-приложения могут достигать десятков мегаватт, используя передовые технологии силовой электроники для точного управления током.
Принцип работы асинхронного генератора двойного питания
Работа DFIG основана на его особой конструкции, в которой обмотка статора подключена к сети, а обмотка ротора подключена к инверторному преобразователю источника напряжения через контактные кольца. Это позволяет частоте ротора свободно изменяться относительно частоты сети, обеспечивая тем самым независимое управление активной и реактивной мощностью.
Управляя током ротора, DFIG может автоматически регулировать свою выходную мощность при изменении скорости ветра, повышая общую эффективность.
Эти превосходные характеристики управления не только повышают эффективность выработки ветровой энергии, но и повышают стабильность электросети. DFIG может играть компенсирующую роль в случае низкочастотных нарушений напряжения, помогая электросети быстро восстанавливаться.
Преимущества технологии DFIG
Асинхронные генераторы с двойным питанием имеют ряд существенных преимуществ для ветроэнергетики. Во-первых, поскольку цепь ротора управляется реактивным электронным преобразователем, генератор может импортировать и экспортировать реактивную мощность, что имеет решающее значение для устойчивости энергосистемы. Во-вторых, он способен поддерживать синхронизацию с сетью, несмотря на изменения скорости ветра. Кроме того, стоимость преобразователя в системе DFIG относительно невелика, поскольку через преобразователь необходимо выводить лишь небольшую часть механической мощности.
Перспективы на будущее
С непрерывным развитием технологий перспективы применения технологии DFIG в области ветроэнергетики становятся все шире. Множество новых исследований и разработок позволят еще больше повысить эффективность и стабильность двигателей двойного питания. Содействие использованию возобновляемых источников энергии при сохранении защиты окружающей среды станет одной из задач будущих энергетических технологий.
Столкнувшись с будущими энергетическими проблемами, как технология DFIG продолжит способствовать развитию ветроэнергетики и станет важным краеугольным камнем устойчивой энергетики?
