摘 要：作为现代新能源产业发展的重要组成部分，风电产业为我国产业升级转型提供了示范作用，为当今社会人才就业提供了良好平台，促进了国民经济的增长。双馈风力机在风力发电行业中得到了广泛的应用，对推动电力工业的生产和发展起着重要的作用。本文从双馈风力机的介绍入手，分析了双馈风力机发电设备的工作原理及市场应用现状，探讨了双馈风力机的发展前景，希望能为相关领域的研究提供实际参考。
关键词：双馈式风机；简述；发电原理；应用现状；发展前景
目前，用于风力发电的设备主要有双馈式风机和直驱式风机两种，根据实际情况的不同，运用发电的设备也有所不同，两者各有利弊，但均有广泛的应用前景和较大的发展潜力。其中，双馈式风机在风电场的协调控制方面发挥着重要的作用，进一步分析和研究双馈风机的发电原理和应用前景，对我国经济的发展和科技进步具有重大意义。
一、双馈式风机的简述
双馈式发电机通常也是一种绕线式的转子电机，因为转子和定子都可以为电网进行反馈，所以也被我们称作双馈电机。此种类型的发电装置总共包含了变流器、发电机设备、传动装置以及叶轮控制系统。在此基础上，齿轮增速箱可以受到叶轮设备的带动，从而达到了有效的驱动发电作用。
并且，双馈式风机便于进行日常的维护操作，其本身具备优良的可维护性特征。通常情况下，双馈式风机主要包含彼此配合的各类风机设备，然而各类设备部件之间又具有独立运行的特征。因此如果某个设备部件突然表现为故障现象，那么并不会影响到与之有关的其他设备部件。从故障检修的角度来讲，对于双馈式的发电风机能够做到分别检修与维护各类相应的风机部件，对于整体的检修时间予以显著的缩短。
二、双馈式风机的发电原理浅析
通常意义上来讲，双馈式风力发电机也属于变速运行风电系统的一种，该发电机的发电原理简单地说就是将其转子利用两个变频器接入到电网，将其定子与电网直接相连，进而实现机组在较大范围内运行，并使得能量在电网之间双向传输。电机处于超同步的情况时，其转子与定子将同时向电网提供和输送能量，在亚同步情况下，电网利用变频器向转子输送功率。双馈式风力发电机系统主要包括有刷双馈式风力发电机和无刷双馈式风力发电机两种，对于两种系统的工作运行原理，具体分析如下。
2.1有刷双馈式风力发电机工作原理
有刷双馈式的风力发电机是一种与绕线式异步发电机结构相似的风力发电机，其转子绕组和定子三相对称，转子电流有滑环接入电网，在运行过程中，通过增速齿轮箱将风速的变化传送给发电机，再通过控制转子电流的频率，改变发电机的转子转速，最后借助变频器使电流频率保持恒定状态。当运行中电机的转子速度超于或低于同步速时，通过控制变频器能量输入或输出电网来使电机定子向电网输入电能的频率维持在稳定的状态。
该种风机运行过程中既有优势也有劣势，首先，该电机能够灵活的进行无功功率调节和有功功率调节，通常情况下，风力发电机通过特性曲线来调节有功功率，并通过对电网的无功需求的利用调节无功功率。其次，双馈风机的转子通过交流励磁能够更为方便的实现变速恒频。同时，风机电压的同步、匹配以及相位控制都是由变流器控制的，不但并网迅速，且几乎不受电流冲击的影响。发电机的转速随实际运行中的风速而自动调整，从而使得发电机组的运行达到最佳叶尖速比。但是，双馈式风力发电机的抵押穿越能力较弱，如果运行中遇到电压波动引起保护动作，其不能自动并网，容易导致脱网事故，影响发电系统的正常运行，而且由于转子采取的是绕线式结构，故而使得电机组的滑环、碳刷和转子引出线处成为主要的故障点。
2.2无刷双馈式风力发电机工作原理
通常情况下，无刷双馈式的风力发电机组的定子有两套极数不同的绕组，其中一套被称作控制绕组，利用双向变频器接入电网，另一套被称作功率绕组，被直接接入电网，两套绕组通过转子间接的实现电子功率的传送，并未有直接的电磁耦合，转子以磁阻式结构和笼形结构为主，不必借助滑环和电刷，极数实为定子的两个绕组的极对数的和。该种风机是由自串联感应电机发展而来的，双馈式电机的定子控制绕组和功率绕组在交流励磁双馈式发电机中相当于转子绕组和定子绕组，所以可通过同样的控制方法实现两者的变速恒频控制。
通过无刷双馈式的发电机控制方案能够降低变频器的容量，达到变速恒频控制的目的，同时能够实现无功功率和有功功率的灵活调节。另外，该种电机在一定意义上实现了对电网的无功补偿，去掉了电刷和滑环等装置，使电机的成本投入大大降低，并促使电力系统更加安全稳定运行。
三、馈式风机的市场应用现状
现阶段，双馈式风力发电机在市场上应用十分广泛，截至到目前，各国在双馈风力发电机上的投入已经成为风力发电产业投入的重要部分。双馈式风机采取的是多级齿轮箱驱动异步发电机，具有重量轻、转速高、体积小、转矩小的优势，在已经上市的风力发电机组中，以直驱式风机和双馈式风机为主。按照目前我国在风电机组中的功率等级来说，主流机型主要有2MW和1.5MW，两者的市场份额占据总市场份额的78%以上。
四、双馈式风机的发展前景
风能资源也是当前各个国家在能源建设和发展中最为关注的能源之一，对当前的风能资源进行有效利用不仅可以降低当前社会发展中存在的环境恶化问题，减轻煤炭资源和石油资源开发对环境的污染，同时还能减少各个国家对不可再生能源的利用与开发，在很大程度上减少了各个国家间的能源竞争，可以说对环境保护和经济建设，甚至是维护世界和平都有着十分重要的意义。
风力发电技术的成熟发展也使得当前现代社会发展中逐渐实现了现代化和多元化趋势，风电场在对发电机组进行选择的环节中，对于发电机组的质量更是十分关注和重视，因此对于发电机运行的稳定性、技术性和安全性必然会提出更为严格的标准和要求。双馈式风力发电机主要借助的是齿轮箱机组技术，这项技术已经有了很多年的发展历史，如今更是成为了大型风力发电厂的主要技术手段，所以双馈式发电机加强对这一技术的应用，有效借助齿轮箱的增速作用，也将有效降低和控制工作中出现的功率不稳定问题。
此外，双馈式风力发电机组在工作中由于各个元件都存在较为显著的独立性，因此也极大程度上提升了机组损坏后的维护和修理作用，在维修工作中，技术人员可以将每个元件进行分开维修或是维护，不必进行整体更换，所以这在某种程度而言也给后期维修工作的开展提供了一定便利条件。同时这项工作的开展不仅能实现对经济成本的节约，还能有效延长风机的使用寿命，这也给当前风电产业工作的开展提供了稳定的基础和条件。所以当前也有越来越多的企业对双馈式风机进行了关注和重视，这一技术也凭借自身的稳定性和经济性优势，在风电场上得到了广泛的应用。
结 语：
综上所述，目前，双馈式风机在我国电力工业的建设和发展中发挥着越来越积极的作用，从运行原理和运行方式上给风机的未来发展带来了更加显著的发展方向。在这一环节中，双馈风机在单风电场中的应用具有非常积极的作用，可以实现风电场的有效控制和协调。总之，风电产业是当前社会能源发展中最关键的组成部分。这项工作的开展，对我国产业升级改造带来了很大的帮助和指导。也为现阶段社会人才的就业和发展提供了良好的平台。因此，我们需要更加重视这项技术的发展。
参考文献：
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