Comparație între generatorul asincron și generatorul sincron
În Germania, prima generație pe scară largă a energiei eoliene cu viteză variabilă (3 MW, diametrul rotorului de până la 10 m) sa născut în 1980, însă proiectul nu a avut un succes foarte mare din cauza problemelor mecanice. În acel moment, costul dispozitivelor electrice era destul de ridicat. Prin urmare, echipamentul de generare a energiei eoliene a utilizat adesea un generator asincron cu alimentare dublă, cu alunecare mică pentru a economisi costul convertorului.
Viteza variabilă de 750kw sau chiar mai mare pentru energia eoliană utilizată efectiv pentru funcționarea comercială sa născut în Danemarca și Germania în 1995.
Fabrica Dennis Equipment a început proiectarea echipamentului de energie eoliană cu viteză constantă. Acest lucru se datorează în principal faptului că viteza vântului din Danemarca este relativ stabilă în comparație cu Germania. Cu toate acestea, pentru turbinele eoliene de peste 1 MW, acestea au adoptat și o schemă de schimbare datorită problemei designului cutiei de viteze. Dar, la început, fabrica de echipamente Dennis folosise încă o alunecare mică, astfel că sistemul cu hrănire dublă este mai economic.
În 1988, prima centrală eoliană de 50 kW a fost echipată cu un generator sincron și cu un convertizor tiristor cu șase pulsuri. Mai târziu, a fost folosit un convertor cu 12 pulsuri, dar datorită distorsiunii armonice, această tehnică nu a durat. Sistemul asincron cu alimentare dublă de 750 kW a început în 1993, unde inelul de alunecare a fost problematic. Generatoarele produse de o mare companie australiană au fost de asemenea modificate de cinci ori, dar timpul de funcționare este încă mai puțin de două luni. Un an mai târziu, au abandonat sistemul asincron cu alimentare dublă și au înlocuit generatorul asincron cu un generator sincron. Am constatat că, din moment ce structura sistemului sincron devine mai simplă, costul convertorului de sistem sincron nu este mai mare decât cel al sistemului asincron cu alimentare dublă.
În figura 1, putem vedea circuitul sistemului: generator sincron, punte redresor diodă, rapel conectat la magistrala DC și convertor IGBT.
În figura 2, putem vedea: un generator asincron cu inel de alunecare, o punte redresoare IGBT, o magistrală DC și un convertor IGBT. Unele companii utilizează sistemul.
Un alt avantaj al convertorului din rețea este caracteristica convertorului atunci când tensiunea rețelei se schimbă foarte repede.
Sistemul cu alimentare dublă funcționează bine atunci când tensiunea și frecvența rețelei sunt stabile. Când se utilizează sistemul cu alimentare dublă, atunci când tensiunea rețelei se modifică brusc de la 100% la 60%, curentul IGBT din partea generatorului va crește la 4 ori curentul nominal, iar cuplul arborelui generatorului va crește de asemenea de 4 ori cuplul nominal. În acest moment, cutia de viteze va fi distrusă. Dacă nu doriți să folosiți IGBT-uri foarte mari și doriți să păstrați întregul sistem deteriorat în timpul supratensiunii, atunci trebuie să utilizați o șunt pe partea generatorului. În aplicațiile pentru energia eoliană, trebuie să luăm în considerare viața IGBT. Pentru a îmbunătăți fiabilitatea conducătorilor de putere eoliană, IGBT-urile trebuie să aibă o capacitate ridicată a ciclului de funcționare. În această aplicație, tehnologia SKIIP (fără substrat de cupru, tehnologia crimpării) este foarte populară, în industria energiei eoliene, SEMIKRON domină.
