Регулирование скольжения

Связь между ротором, соединенным с ветроколесом, и статором, соединенным с

сетью, обеспечивается магнитным полем ротора. Это магнитное поле зависит от

токов в роторе. Система регулирования скольжения направляет часть этих токов

через сопротивления, ослабляя тем самым магнитное поле. Это означает, что

связь ослабляется и скольжение машины возрастает. На ветроэнергетических

установках эта система используется для выравнивания влияния порывов ветра.

Когда порыв ветра налетает на ветроколесо, момент вращения и, следовательно,

мощность установки быстро возрастают. Для того, чтобы питч-система имела

время на подстройку угла наклона лопастей, скольжение генератора в этот момент

увеличивается вплоть до 10 %. Установка ускоряется при постоянной отдаче

мощности в сеть, часть излишней энергии аккумулируется в форме энергии

вращения ветроколеса и трансмиссии. Когда скорость ветра снова снижается,

скольжение уменьшается и тем самым трансмиссия затормаживается.

Аккумулированная энергия затем подается в сеть. Таким образом"сглаживается"

отдача мощности установкой. Повышенное скольжение уменьшает при этом к.п.д.

генератора. Помимо этого на соответствующих сопротивлениях выделяется много

тепла, в связи с чем при данном режиме работы необходимо эффективное

охлаждение.

Регулирование числа оборотов

Число оборотов ротора генератора двойного питания может отклоняться от

номинального числа оборотов на величину до 30 %. При изменяющемся ветре это

приводит к повышению мощности. До минимума сводятся также нежелательные

колебания и нагрузки, действующие на важнейшие элементы конструкции.

Для достижения этого эффекта обмотки ротора выводятся наружу через

контактные кольца и соединяются с сетью через специальный преобразователь.

Тем самым подключены ротор и статор генератора, что объясняет понятие

"двойное питание". Благодаря этому система управления получает прямой доступ к

магнитным процессам в роторе. Эти преобразователи могут выпрямлять

переменные токи в обоих направлениях, а также преобразовывать постоянные токи

в переменные с любой частотой.

При слабом ветре частота вращения трансмиссии меньше частоты сети. В этом

режиме на ротор подается вращающееся магнитное поле и частота поля

перекрывает частоту вращения ротора. Благодаря этому машина в магнитном

отношении достигает своего номинального скольжения, хотя в механическом

отношении ротор вращается медленнее сети. При этом энергия для создания

магнитного поля ротора отбирается из сети. Но это количество энергии

значительно меньше энергии, выдаваемой статором. Этот способ позволяет с

помощью одного генератора покрывать широкий диапазон скоростей вращения.

При возрастающей скорости ветра частота вращающегося поля соответственно

уменьшается, благодаря чему скольжение остается постоянным. Для сглаживания

воздействий порывов ветра изменяется направление вращения поля ротора - поле

вращается назад. Это создает опять же возможность более высокого числа

механических оборотов при неизменном магнитном скольжении. Для достижения

этого состояния преобразователи подает части токов ротора в сеть. Теперь энергия

течет от ротора в сеть. Таким путем в роторе создаются ок. 10 % мощности

установки и через преобразователь запитываются в сеть.

Так как возбуждение машины осуществляется через преобразователи, для этого не

требуется реактивный ток из сети. Даже наоборот: система регулирования

позволяет выдавать как емкостную, так и индуктивную мощность - в зависимости от

требования оператора сети. В результате этого установка может содействовать

стабилизации сети.