再生能源電機轉(zhuǎn)換技術(shù)

1、再生能源電機轉(zhuǎn)換技術(shù)感應(yīng)發(fā)電機之介紹教育部再生能源計畫編號09681201-13-01對稱三相繞組感應(yīng)電機外觀接法介紹通常採取Y接接法代表作為發(fā)電機用途。採用接則代表電動機用途。對稱三相繞組感應(yīng)電機的主要架構(gòu)主要分為定子及轉(zhuǎn)子兩部分。定子的結(jié)構(gòu)與同步電機的定子相似，中間空心部分放置轉(zhuǎn)子，定子的鐵心內(nèi)槽裝有對稱三相繞組線圈，對稱三相繞組表示其各相繞組各相差120的電器角位置。定子轉(zhuǎn)子主要架構(gòu)介紹定子側(cè)電源電壓藉由線圈匝數(shù)比及轉(zhuǎn)速的關(guān)係，感應(yīng)至轉(zhuǎn)子側(cè)。若將轉(zhuǎn)子側(cè)繞組的線頭短路，則產(chǎn)生電流、磁場。定子轉(zhuǎn)子基本原理感應(yīng)電機是應(yīng)用感應(yīng)原理，與變壓器的原理類似。將定子側(cè)電源電壓藉由線圈匝數(shù)比及轉(zhuǎn)速的關(guān)係，

2、感應(yīng)至轉(zhuǎn)子側(cè)，若將轉(zhuǎn)子側(cè)繞組的線頭短路，則產(chǎn)生電流、磁場。定子側(cè)及轉(zhuǎn)子側(cè)的磁場相互吸斥，而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，帶動機械負載。由此可知，轉(zhuǎn)子側(cè)繞組自行短路，不需加以額外電源。感應(yīng)電機每相等效電路右圖為感應(yīng)電機定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)的等效電路。感應(yīng)電機每相等效電路定子側(cè)轉(zhuǎn)子側(cè)等效至定子側(cè)的感應(yīng)電機穩(wěn)態(tài)每相等效電路 右圖為感應(yīng)電機定子側(cè)的等效電路。等效至定子側(cè)的感應(yīng)電機穩(wěn)態(tài)每相等效電路定子側(cè) 相關(guān)原理和方程式三相對稱 (Symmetrical) 感應(yīng)電動機在定子側(cè)繞組加入三相平衡電源，則感應(yīng)電動機的氣隙磁場將會旋轉(zhuǎn)，則所謂同步旋轉(zhuǎn)磁場。此旋轉(zhuǎn)磁場對定子的實際轉(zhuǎn)速為：其中Nsyn及syn皆表示轉(zhuǎn)速，其單位分別為轉(zhuǎn)/

3、分及弳/秒，fe及e為感應(yīng)電動機的電源輸入頻率 (Hz) 或角頻率 (弳/秒)，P 表示感應(yīng)電機的極數(shù)。感應(yīng)電機特性曲線右圖為感應(yīng)電機的特性曲線。此處主要說明的地方是電動機區(qū)域和發(fā)電機區(qū)域。電動機和發(fā)電機轉(zhuǎn)換的臨界點主要在轉(zhuǎn)速1800rpm(1pu) 。感應(yīng)電機特性曲線1800rpm以三相四極的機組而言，轉(zhuǎn)速為1800rpm。感應(yīng)電機之功率流程圖 右圖為功率流程圖，運轉(zhuǎn)時會隨著箭頭的行進，而有各式功率的損失。PAG 氣隙功Pconv轉(zhuǎn)換功PSCL定子銅損Pcore鐵芯損失PRCL轉(zhuǎn)子銅損Pfriction摩擦和風(fēng)損Pstray雜散損失感應(yīng)電機之功率流程圖 運轉(zhuǎn)時，會隨著箭頭的行進，而有各式功率

4、的損失。軟體模擬（ SimPowerSystem ）右圖為感應(yīng)發(fā)電機的軟體模擬。主要觀察由感應(yīng)電機由電動機轉(zhuǎn)為發(fā)電機模式時，轉(zhuǎn)速的變化。軟體模擬（ SimPowerSystem ）電動機轉(zhuǎn)換為發(fā)電機的開關(guān)1s時轉(zhuǎn)換。模擬結(jié)果一開始為電動機模式(1800rpm)在第1秒時，切換為發(fā)電機模式，轉(zhuǎn)速直線上升，超過1800rpm模擬結(jié)果電動機模式發(fā)電機模式實驗（Lab-Volt）實驗器材：電源供應(yīng)器 X1同步電機 X1原動機 X1皮帶 X1功率計 X1實驗步驟1.外加電源接上原動機。2.外加電源接功率計。3.感應(yīng)電機採用Y接型式。4.此時原動機為動力機模式(負載狀態(tài)) 。5.動力機轉(zhuǎn)為原動機模式。6.轉(zhuǎn)速超過1800轉(zhuǎn)時,電動機轉(zhuǎn)換成發(fā)電機 模式。7.實驗結(jié)束。實驗（L