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用於控製現代風力渦輪機的電流傳感
礦kuang物wu燃ran料liao一yi直zhi以yi來lai都dou是shi發fa電dian的de首shou選xuan能neng源yuan。但dan是shi，隨sui著zhe對dui礦kuang物wu燃ran料liao供gong應ying的de可ke持chi續xu性xing以yi及ji溫wen室shi效xiao應ying氣qi體ti生sheng成cheng的de關guan注zhu，以yi及ji有you關guan減jian少shao燃ran燒shao所suo產chan生sheng的de二er氧yang化hua碳tan排pai放fang量liang協xie議yi的de出chu台tai，許xu多duo舉ju措cuo正zheng朝chao著zhe可ke再zai生sheng能neng源yuan的de方fang向xiang發fa展zhan。
通過使用現代材料來滿足機械要求以及使用現代電子元件和電力電子元件來有效地為主網送電，製造具有高達5MW額定功率的現代 風能渦輪機（WET）（目前尚處於試驗階段）才有可能。為了對轉換器進行最優控製，各種規格的電流傳感器在風能渦輪機中是每個轉換器必不可缺的元件。 從人類發展的早期開始，已經將風能作為一種能源使用。風車將風中所含的能量轉換為可以用來磨粒或抽水的機械可用能量。
20世紀上半頁，許多現代風力渦輪機的物理和設計理論基礎得以發現。德國工程師AlbertBetz在其於1926年出版的著作中計算出了理想風力渦輪機的最大理論效率大約為59.3%。20世紀40年代，UlrichHütter研究出了用於具有兩片或三片轉子葉片的所有現代自由和高速運行風能轉換器的設計理論基礎（源於其出色的航空知識）[1]。
但是直到20世紀90年代初期當政治結構發生變革時，許多國家才提供用於可再生能源的政府援助。這種政府行為推動了風能渦輪機（WET）的集約化商業發展。越來越多的風力渦輪機和風力發電廠安裝和建立起來；現在首批4.55MW風力渦輪機正處於試驗階段。德國以總裝機容量占全世界39151MW風能中的14609MW而名列前茅，領先於美國、西班牙和丹麥[2]。
風力渦輪機的功率控製
風是空氣團交換的結果，主要由太陽輻射效應形成的局部甚或大麵積溫差而引起。諸如森林、高山和建築等障礙物會產生影響風速持久變化的湍流。風力渦輪機的轉子將風中所含的能量轉換為轉動（動）能，從而驅動發電機產生電流。
風feng能neng以yi及ji由you此ci可ke以yi使shi用yong的de量liang與yu風feng速su的de立li方fang成cheng正zheng比bi。在zai由you轉zhuan子zi直zhi徑jing而er計ji算suan出chu的de轉zhuan子zi麵mian積ji和he從cong流liu經jing該gai麵mian積ji的de風feng而er產chan生sheng的de能neng量liang之zhi間jian還hai存cun在zai著zhe一yi個ge簡jian單dan的de相xiang關guan關guan係xi。當dang風feng速su超chao出chu一yi個ge固gu定ding限xian值zhi時shi，為wei了le避bi免mian機ji械xie和he/或電氣過載，風能渦輪機必須配有功率控製器。一般來說，發電機的額定功率是一個必須給予關注的閾值電平。
還有一個同樣重要的功率控製原因。為了給電網提供持續的電能，盡管風速每秒都在變化，使發電機以最佳狀態運行還是必要的。
wolunjishiyonggezhonggonglvkongzhi。kongzhichengdukeyitongguozhuanziyepianbeidonghuozhudongshixian。beidongxianzhikeyitongguoyizhongteshuxingzhuangdedanzhuanziyepianershixian。zaiyidingdefengsuxia，shizhuanzizhuandongdeqiliuturanxiaoshi（所謂的失速），轉子也停止轉動（失速控製）。
現在的大型風力渦輪機通常采用主動功率控製係統來調節轉子葉片處於其縱向軸內（節距控製）。tongguotiaojieyuzhuanzipingmianyouguandeyepianjiaodu，kenengkongzhidebujinjinshifadianjigonglv。zaijiaogaofengsuxia，zhuanziyepiankeyizhuanzikuaisutingzhidefangshiniuzhuan。xiaogonglvdianqiqudongqitongchangyongyuzhezhongyongtu。zaimouxienibianqinei，xiaoxinghePCB安an裝zhuang電dian流liu傳chuan感gan器qi應ying用yong非fei常chang廣guang泛fan。這zhe些xie傳chuan感gan器qi是shi轉zhuan換huan器qi閉bi環huan控kong製zhi的de一yi部bu分fen，因yin此ci可ke以yi快kuai速su反fan應ying。當dang與yu發fa電dian機ji的de智zhi能neng功gong率lv控kong製zhi同tong時shi使shi用yong時shi，可ke以yi確que保bao在zai風feng能neng渦wo輪lun機ji（WET）啟動之後在一個很寬的風速範圍內為電網提供持續功率，直到渦輪機在上限風速時停機為止。
偏航控製
轉子一直與風向垂直很重要。有兩個原因，一是可以確保風流經過最大轉子麵積，因而從風中獲得最多能量；第二個原因是通過確保轉子葉片在每次旋轉中不會來回伸縮，從而避免轉子葉片的非均勻負載。
商(shang)用(yong)大(da)型(xing)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)通(tong)常(chang)稱(cheng)為(wei)迎(ying)風(feng)機(ji)，即(ji)轉(zhuan)子(zi)麵(mian)對(dui)塔(ta)前(qian)麵(mian)的(de)風(feng)，但(dan)這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)狀(zhuang)態(tai)。因(yin)此(ci)，整(zheng)流(liu)罩(zhao)和(he)轉(zhuan)子(zi)必(bi)須(xu)通(tong)過(guo)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)作(zuo)用(yong)積(ji)極(ji)地(di)轉(zhuan)到(dao)風(feng)的(de)方(fang)向(xiang)。此(ci)外(wai)，製(zhi)動(dong)器(qi)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)確(que)保(bao)整(zheng)流(liu)罩(zhao)不(bu)會(hui)由(you)於(yu)風(feng)向(xiang)小(xiao)的(de)短(duan)時(shi)間(jian)改(gai)變(bian)而(er)發(fa)生(sheng)扭(niu)轉(zhuan)。為(wei)了(le)對(dui)驅(qu)動(dong)器(qi)進(jin)行(xing)最(zui)佳(jia)定(ding)位(wei)，各(ge)個(ge)轉(zhuan)換(huan)器(qi)內(nei)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)對(dui)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)連(lian)續(xu)測(ce)量(liang)。電(dian)路(lu)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)最(zui)終(zhong)由(you)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)設(she)計(ji)和(he)性(xing)能(neng)而(er)確(que)定(ding)。這(zhe)就(jiu)是(shi)具(ju)有(you)小(xiao)電(dian)流(liu)額(e)定(ding)值(zhi)的(de)閉(bi)環(huan)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)用(yong)在(zai)這(zhe)種(zhong)場(chang)合(he)的(de)原(yuan)因(yin)。
除(chu)了(le)具(ju)有(you)極(ji)好(hao)的(de)線(xian)性(xing)度(du)以(yi)及(ji)因(yin)此(ci)的(de)極(ji)好(hao)精(jing)確(que)度(du)之(zhi)外(wai)，閉(bi)環(huan)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)本(ben)身(shen)還(hai)具(ju)有(you)高(gao)帶(dai)寬(kuan)以(yi)及(ji)快(kuai)速(su)的(de)反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)等(deng)優(you)點(dian)。閉(bi)環(huan)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)原(yuan)理(li)在(zai)[3]中予以描述。
下(xia)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)是(shi)從(cong)風(feng)中(zhong)獲(huo)得(de)電(dian)能(neng)並(bing)將(jiang)其(qi)送(song)進(jin)主(zhu)網(wang)。風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)製(zhi)造(zao)商(shang)已(yi)經(jing)開(kai)發(fa)了(le)用(yong)於(yu)該(gai)種(zhong)用(yong)途(tu)的(de)具(ju)有(you)競(jing)爭(zheng)力(li)的(de)係(xi)統(tong)。實(shi)際(ji)上(shang)，每(mei)台(tai)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)都(dou)配(pei)有(you)一(yi)台(tai)異(yi)步(bu)發(fa)電(dian)機(ji)或(huo)一(yi)台(tai)同(tong)步(bu)發(fa)電(dian)機(ji)。
異步發電機和電網耦合
典型“丹麥概念”描述了一種風力渦輪機，這種風力渦輪機包括一個具有三片轉子葉片的失速控製轉子、一個變速箱、一台配有鼠籠式轉子的極切換異步發電機和一個直接主網耦合器。直接電網耦合器產生一個在超同步滑動區域具有幾近恒定運行速度的“恒速”係(xi)統(tong)。轉(zhuan)子(zi)速(su)度(du)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)滑(hua)動(dong)控(kong)製(zhi)在(zai)一(yi)個(ge)狹(xia)窄(zhai)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)調(tiao)節(jie)，或(huo)是(shi)通(tong)過(guo)切(qie)換(huan)發(fa)電(dian)機(ji)的(de)極(ji)性(xing)在(zai)一(yi)個(ge)較(jiao)寬(kuan)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)調(tiao)節(jie)。變(bian)速(su)箱(xiang)使(shi)轉(zhuan)子(zi)旋(xuan)轉(zhuan)與(yu)發(fa)電(dian)機(ji)速(su)度(du)相(xiang)適(shi)應(ying)。設(she)備(bei)需(xu)要(yao)電(dian)網(wang)提(ti)供(gong)動(dong)力(li)來(lai)逐(zhu)步(bu)產(chan)生(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)磁(ci)場(chang)。為(wei)了(le)對(dui)在(zai)發(fa)電(dian)機(ji)與(yu)電(dian)網(wang)耦(ou)合(he)時(shi)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)限(xian)製(zhi)，在(zai)啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)在(zai)發(fa)電(dian)機(ji)和(he)電(dian)網(wang)之(zhi)間(jian)采(cai)用(yong)軟(ruan)啟(qi)動(dong)器(qi)。這(zhe)種(zhong)直(zhi)接(jie)電(dian)網(wang)耦(ou)合(he)方(fang)法(fa)由(you)於(yu)某(mou)些(xie)技(ji)術(shu)缺(que)陷(xian)而(er)不(bu)再(zai)用(yong)於(yu)大(da)型(xing)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)（如通過用於功率調整的切換動作在電網連接處的補償過程）。
雙饋感應發電機
現在大多數的風力渦輪機都使用一種經過修正的“丹麥概念”，zaizhezhonggainianzhong，yitaishuangkuiyibujiqizuoweifadianji。dingzidepinlvhedianyayuzhuwangjinmiouhe。huadonghuanzhuanzitongguoteshunibianqiyudianwangxiangouhe，nibianqibixunenggoujiangnengliangxiangjiqichuansongyijixiangdianwangchuansong。gainibianqizhixuyaozhidinghuadonggonglv，zhegegonglvtongchangjinweifadianjiedinggonglvde20%。以這種方式設計的風力渦輪機是一個從次同步直到超同步範圍的變速係統。兩台完全相同的配有直流鏈的脈衝控製IGBT逆(ni)變(bian)器(qi)用(yong)作(zuo)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。不(bu)管(guan)在(zai)哪(na)個(ge)能(neng)量(liang)輸(shu)送(song)方(fang)向(xiang)上(shang)，其(qi)中(zhong)一(yi)台(tai)轉(zhuan)換(huan)器(qi)都(dou)會(hui)用(yong)作(zuo)整(zheng)流(liu)器(qi)而(er)另(ling)外(wai)一(yi)台(tai)用(yong)作(zuo)逆(ni)變(bian)器(qi)，反(fan)之(zhi)亦(yi)然(ran)。為(wei)了(le)控(kong)製(zhi)電(dian)網(wang)功(gong)率(lv)，除(chu)了(le)直(zhi)流(liu)鏈(lian)電(dian)壓(ya)之(zhi)外(wai)，還(hai)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)而(er)快(kuai)速(su)的(de)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)。
同步發電機和電網耦合
以yi上shang所suo描miao述shu的de兩liang種zhong概gai念nian都dou使shi用yong一yi個ge變bian速su箱xiang來lai使shi相xiang對dui慢man速su的de轉zhuan子zi旋xuan轉zhuan與yu發fa電dian機ji的de速su度du相xiang適shi應ying。市shi場chang上shang獲huo得de成cheng功gong的de一yi個ge不bu同tong概gai念nian使shi用yong一yi台tai同tong步bu發fa電dian機ji來lai提ti供gong一yi台tai變bian速su風feng能neng渦wo輪lun機ji。由you於yu變bian速su箱xiang自zi身shen的de機ji械xie損sun失shi和he無wu需xu再zai進jin行xing深shen入ru的de維wei護hu保bao養yang，轉zhuan子zi旋xuan轉zhuan與yu發fa電dian機ji速su度du的de適shi應ying隻zhi有you通tong過guo低di轉zhuan子zi速su度du來lai實shi現xian。因yin此ci，一yi種zhong具ju有you多duo個ge極ji點dian的de所suo謂wei環huan發fa電dian機ji設she備bei得de以yi應ying用yong。
同步發電機一個至關重要的優點是能夠根據磁場/勵磁控製器的控製提供感性或容性無功功率（甚至零）。
主zhu網wang耦ou合he通tong過guo指zhi定ding用yong於yu輸shu送song總zong功gong率lv的de脈mai衝chong轉zhuan換huan器qi來lai進jin行xing。對dui於yu這zhe些xie應ying用yong，動dong態tai閉bi環huan電dian流liu傳chuan感gan器qi可ke用yong於yu整zheng流liu器qi和he逆ni變bian器qi。對dui於yu粗cu糙cao環huan境jing，還hai可ke提ti供gong封feng裝zhuang型xing傳chuan感gan器qi。
通過應用閉環原理，可實現一種快速反應傳感器，從而為逆變器內的功率半導體器件提供短路保護-對於維護困難而費用又昂貴的近海區風能渦輪機來說，這一優點不可估量。
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