[發明專利]雙饋感應發電機模型

在審

• 申請號: 201410394611.9
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104158363A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 支永健;范祝霞;王堅;李江紅;陳致初;元約平;閔建軍;楊德勇
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02K17/12
• 分類號: H02K17/12
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 朱繪;張文娟

技術領域

本發明涉及電力技術領域，具體地說，涉及一種雙饋感應發電機模型。

背景技術

交流勵磁雙饋感應發電機(Doubly?Fed?Induction?Generator，簡稱DFIG)的變速恒頻風力發電系統(簡稱雙饋風電系統)具有成本低、體積小、功率損耗低等優點，因此已被十分廣泛的應用。

雙饋風電系統通常由雙饋感應發電機、交-直-交背靠背變流器及電纜等部件構成，在雙饋風電系統工作時，發電機的定子側和轉子側都有能量饋送。由變流器中的逆變器共模電壓所引起的放電電流，通過發電機內部寄生電容會產生流入地線的漏電流，高頻漏電流過大將產生電磁干擾(EMI)。另外，為了降低開關損耗，通常會加快變流器中半導體設備的開關速度，開關速度的提高將使輸出電壓的上升時間變短，導致反射波在變流器和發電機之間來回運行，也稱為電壓反射現象。該反射波經過多次反射會在發電機端疊加出幅值和頻率很高的過電壓，該過電壓通過電機的寄生電容形成軸電壓，軸電壓過高可能會造成發電機的絕緣失效，損壞發電機的軸承，而影響系統運行的可靠性。

因此，需要建立一個準確的雙饋感應發電機的模型，特別是高頻模型，以便于對雙饋風電系統進行分析、設計和改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙饋感應發電機模型，以便于對雙饋風電系統進行分析、設計和改進。

本發明提供一種雙饋感應發電機模型，包括定子電路模型和轉子電路模型；

所述定子電路模型包括三相的定子繞組電路，每相所述定子繞組電路用于模擬定子繞組匝間電容的影響；

所述轉子電路模型包括三相的轉子繞組電路，每相所述轉子繞組電路用于模擬轉子繞組匝間電容的影響。

優選的，每相所述轉子繞組電路包括并聯的轉子繞組匝間電容C_rw、C_rw的等效電阻R_rw和轉子漏感L_lr。

進一步，該雙饋感應發電機模型還包括連接于所述定子電路模型與所述轉子電路模型之間的共模拓撲電路。

優選的，所述雙饋感應發電機包括定子繞組、轉子鐵芯和轉子繞組；

所述共模拓撲電路包括定子繞組對轉子鐵芯的寄生電容C_sr，轉子繞組對轉子鐵芯的寄生電容C_wr，以及定子繞組與轉子繞組之間的寄生電容C_ws；C_sr和C_wr串聯，C_ws并聯在C_sr和C_wr兩端。

進一步，所述雙饋感應發電機還包括軸承；

所述共模拓撲電路還包括軸承等效電容C_b，C_b的一端連接于C_sr與C_wr之間，C_b的另一端接地。

進一步，所述雙饋感應發電機還包括機殼；

所述共模拓撲電路還包括轉子鐵芯與機殼之間的寄生電容C_rf，C_rf的一端連接于C_sr與C_wr之間，C_rf的另一端接地。

優選的，每相所述定子繞組電路包括第一部分定子漏感ηL_ls、定子繞組電阻R_s、第二部分定子漏感(1-η)L_ls、定子繞組與轉子繞組之間的寄生電容C_sw和C_sw的等效電阻R_sw；

其中，ηL_ls、R_s和(1-η)L_ls串聯，C_sw、R_sw與(1-η)L_ls并聯。

優選的，3％≤η≤10％。

優選的，每相所述定子繞組電路還包括定子繞組與機殼之間的寄生電容C_sf和C_sf的等效電阻R_sf；

其中，C_sf的一端與R_sf的一端連接，C_sf的另一端連接在ηL_ls與R_s之間，R_sf的另一端接地。