その名前が示すように、二重給電誘導発電機は、回転子と固定子の両方の巻線に3相AC信号が供給される3相誘導発電機です。これは、回転子本体と固定子本体の両方に配置された多相巻線で構成されています。また、ローターに動力を伝達するための多相スリップリングアセンブリで構成されています。これは通常、風力タービン発電機で発電するために使用されます。

風力タービン発電機で使用される二重給電誘導発電機の詳細に進む前に、風力エネルギーを使用した発電について簡単に説明しましょう。

すでにおなじみのように、風力エネルギーは最近、最も広く使用されている再生可能エネルギー源の1つです。大型タービンは風の吹き付けに応じて回転させ、電気を発生させます。一般に、風力タービン発電機は、カットイン速度（発電機が電力網に接続するために必要な最小風速）とカットオフ速度（発電機が電力網から切断するために必要な最大風速）の間の風速の範囲で動作します）。

4種類の風力タービン発電機：

タイプ1：電力網に直接接続されたかご形誘導発電機で構成されています。狭い範囲の風速に使用されます。
タイプ2：電力網に接続される前に、誘導発電機に加えてAC-DC-ACコンバーターで構成されます。
タイプ3：グリッドに直接接続された巻線型ローター誘導発電機で構成され、ローターの速度はレオスタットを使用して調整されます。
タイプ4：グリッドに直接接続された二重給電誘導発電機で構成され、ローター速度はバックツーバックコンバーターを使用して調整されます。

二重給電誘導発電機を使用した風力エネルギーからの発電の基本的な紹介。

DFIGは、3相巻線ローターと3相巻線ステーターで構成されています。回転子には、回転子巻線にAC電流を誘導する3相AC信号が供給されます。風力タービンが回転すると、ローターに機械的な力が加わり、ローターが回転します。回転子が回転すると、AC電流によって生成された磁場も、回転子巻線に適用されるAC信号の周波数に比例した速度で回転します。その結果、絶えず回転する磁束が固定子巻線を通過し、固定子巻線にAC電流が誘導されます。したがって、固定子磁場の回転速度は、回転子速度と、回転子巻線に供給されるAC電流の周波数に依存します。

風力エネルギーを利用した発電の基本的な要件は、風速に関係なく一定の周波数の交流信号を生成することです。言い換えると、固定子の両端で生成されるAC信号の周波数は、回転子の速度変動に関係なく一定である必要があります。これを実現するには、回転子巻線に適用されるAC信号の周波数を調整する必要があります。

“フリップフロップの真理値表を切り替えます ”

二重給電誘導発電機を使用した風力発電システム

ローターAC信号の周波数は、ローター速度が低下するにつれて増加し、正極性になります。逆もまた同様です。したがって、回転子信号の周波数は、固定子信号の周波数がネットワーク回線の周波数と等しくなるように調整する必要があります。これは、ローター磁場がジェネレーターローターと同じ方向（ローター速度を下げる場合）またはジェネレーターローターと反対方向（ローター速度を上げる場合）になるように、ローター巻線の位相シーケンスを調整することによって行われます。）。

システム全体は、システムのフィードバックループに接続された2つのバックツーバックコンバーター（マシン側コンバーターとグリッド側コンバーター）で構成されています。機械側コンバーターは、ローターのd-qコンポーネントと、機械のトルクと速度を制御することにより、有効電力と無効電力を制御するために使用されます。グリッド側コンバーターは、一定のDCリンク電圧を維持するために使用され、ユーティリティグリッドから引き出される無効電力をゼロにすることで力率1の動作を保証します。コンデンサは、エネルギー貯蔵ユニットとして機能するように2つのコンバータの間に接続されます。この背中合わせの配置は、発電機の可変周波数、可変電圧出力に関係なく、固定電圧固定周波数出力を提供します。誘導発電機の他の用途は、フライホイールエネルギー貯蔵システム、揚水発電所、周波数が固定されている公共グリッドから鉄道電力グリッドに給電する電力変換器です。

全風力発電システムについての少しの知識

システム全体は、次のコンポーネントで構成されています。

二重給電誘導発電機の動作原理

風力タービン： 風力タービンは通常、風が当たると回転する3枚のブレードで構成されるファンです。回転軸は風向に合わせる必要があります。
ギアボックス： これは、あるデバイスから別のデバイスにエネルギーを変換するために機械的な方法を使用する高精度の機械システムです。
二重給電誘導発電機： これは、機械的エネルギーを可変周波数の形の電気エネルギーに変換するために使用される発電機です。
グリッドサイドコンバーター： これは、安定化されたDC電圧をインバーターに提供するために使用されるAC-DCコンバーター回路です。一定のDCリンク電圧を維持するために使用されます。
ローターサイドコンバーター： これは、ローターに制御されたAC電圧を提供するために使用されるDC-ACインバーターです。

二重給電誘導電動機を使用した風力発電が好まれる5つの理由

可変ローター速度に関係なく、グリッドへの定周波数出力信号。
パワーエレクトロニクスデバイスに必要な低電力定格、したがって制御システムの低コスト。
力率は制御されます。つまり、1に維持されます。
低風速での発電。
パワーエレクトロニクスコンバーターは、全負荷の一部、つまり20〜30％を処理する必要があり、このコンバーターのコストは、他のタイプの発電機の場合よりも低くなります。