Asinhronā ģeneratora un sinhronā ģeneratora salīdzinājums
Vācijā pirmais liela mēroga mainīgā ātruma vēja enerģija (3 MW, rotora diametrs līdz 10 m) piedzima 1980. gadā, bet projekts nebija ļoti veiksmīgs mehānisku problēmu dēļ. Tajā laikā enerģijas iekārtu izmaksas bija diezgan augstas. Tāpēc vēja enerģijas ražošanas iekārtas bieži izmantoja divkārši barotu asinhronu ģeneratoru ar nelielu slīdēšanu, lai ietaupītu pārveidotāja izmaksas.
750kW mainīgais ātrums vai pat lielāks vēja enerģijas aprīkojums, kas faktiski tika izmantots komerciālai darbībai, ir dzimis Dānijā un Vācijā 1995. gadā.
Dennis iekārtu fabrika sāka izstrādāt pastāvīga ātruma vēja enerģijas iekārtas. Tas galvenokārt ir saistīts ar to, ka Dānijas vēja ātrums ir salīdzinoši stabils salīdzinājumā ar Vāciju. Tomēr vēja turbīnām, kas pārsniedz 1 MW, pārnesumkārbas konstrukcijas problēmas dēļ tās ir pieņēmušas arī pārejas shēmu. Bet sākumā Dennis iekārtu fabrika joprojām izmantoja nelielu slīdēšanu, tāpēc divkāršās barošanas sistēma ir ekonomiskāka.
1988. gadā pirmā 50 kW vēja elektrostacija bija aprīkota ar sinhrono ģeneratoru un sešu impulsu tiristoru pārveidotāju. Vēlāk tika izmantots 12 impulsu pārveidotājs, bet harmonikas izkropļojumu dēļ šī metode nebija ilgstoša. 750 kW divkāršās barošanas asinhronā sistēma sākās 1993. gadā, kad slīdēšanas gredzens ir bijis problemātisks. Lielas Austrālijas kompānijas ražotie ģeneratori arī ir mainīti piecas reizes, bet darbības laiks joprojām ir mazāks par diviem mēnešiem. Gadu vēlāk viņi atteicās no dubultās barošanas asinhronās sistēmas un aizstāja asinhrono ģeneratoru ar sinhrono ģeneratoru. Mēs esam atklājuši, ka, tā kā sinhronās sistēmas struktūra kļūst vienkāršāka, sinhronās sistēmas pārveidotāja izmaksas nav augstākas par divkāršās barošanas asinhronās sistēmas izmaksām.
1. attēlā redzama sistēmas shēma: sinhronais ģenerators, diodes taisngrieža tilts, pastiprinātājs, kas savienots ar DC kopni, un IGBT pārveidotājs.
2. attēlā redzams: asinhronais ģenerators ar slīdgredzenu, IGBT taisngrieža tiltu, līdzstrāvas kopni un IGBT pārveidotāju. Daži uzņēmumi izmanto sistēmu.
Vēl viena tīkla pārveidotāja priekšrocība ir pārveidotāja raksturlielumi, kad tīkla spriegums mainās ļoti ātri.
Divkāršās barošanas sistēma darbojas labi, ja tīkla spriegums un frekvence ir stabili. Izmantojot divkāršās barošanas sistēmu, kad režģa spriegums pēkšņi mainās no 100% līdz 60%, ģeneratora sānu IGBT strāva palielināsies līdz 4 reizēm ar nominālo strāvu, un ģeneratora vārpstas griezes moments arī palielināsies līdz 4 reizēm ar nominālo griezes momentu. Šobrīd pārnesumkārba tiks iznīcināta. Ja nevēlaties izmantot ļoti lielus IGBT un vēlaties, lai visa sistēma tiktu bojāta pārsprieguma laikā, tad ģeneratora pusē ir jāizmanto šunta. Vēja enerģijas lietojumos mums ir jāapsver IGBT kalpošanas laiks. Lai uzlabotu vēja enerģijas vadītāju uzticamību, IGBT jābūt ar augstu darba cikla spēju. Šajā pieteikumā SKIIP (bez vara pamatnes, gofrēšanas tehnoloģijas) tehnoloģija ir ļoti populāra, jo vēja enerģijas nozarē SEMIKRON dominē.
