Srovnání mezi asynchronním generátorem a synchronním generátorem
V Německu se v roce 1980 narodila první velkoplošná větrná elektrárna s velkou rychlostí (3 MW, průměr rotoru do 10 m), ale tento projekt nebyl díky mechanickým problémům příliš úspěšný. V té době byla cena elektrických zařízení poměrně vysoká. Proto zařízení na výrobu větrné energie často používalo dvojitě napájený asynchronní generátor s malým skluzem, aby ušetřil náklady na převodník.
V roce 1995 se v Dánsku a Německu narodilo 750kw variabilní rychlost nebo dokonce větší větrné energetické zařízení, které bylo skutečně využíváno pro komerční provoz.
Továrna Dennis Equipment Factory začala navrhovat zařízení pro větrnou energii s konstantní rychlostí. Důvodem je především skutečnost, že rychlost větru v Dánsku je relativně stabilní ve srovnání s Německem. Pro větrné turbíny nad 1 MW však také přijaly schéma řazení kvůli problému návrhu převodovky. Ale na počátku továrna na vybavení Dennis stále používala malý skluzu, takže systém s dvojitým napájením je ekonomičtější.
V roce 1988 byla první větrná elektrárna o výkonu 50 kW vybavena synchronním generátorem a měničem se šesti pulzem tyristoru. Později byl použit 12-pulsní převodník, ale díky harmonickému zkreslení tato technika netrvala dlouho. Asynchronní systém s dvojnásobným napájením o výkonu 750 kW byl zahájen v roce 1993, kdy byl problémový kroužek. Generátory vyráběné velkou australskou společností byly také upraveny pětkrát, ale doba běhu je ještě méně než dva měsíce. O rok později opustili dvojitě napájený asynchronní systém a nahradili asynchronní generátor synchronním generátorem. Zjistili jsme, že vzhledem k tomu, že struktura synchronního systému je jednodušší, náklady na konvertor synchronního systému nejsou vyšší než náklady na dvojitě napájený asynchronní systém.
Na obr. 1 vidíme okruh systému: synchronní generátor, diodový usměrňovač, zesilovač připojený ke sběrnici DC a převodník IGBT.
Na obr. 2 vidíme: asynchronní generátor s kroužkem, IGBT usměrňovač, DC sběrnici a převodník IGBT. Některé společnosti používají systém.
Další výhodou konvertoru na straně sítě jsou vlastnosti konvertoru, když se síťové napětí velmi rychle mění.
Systém s dvojitým napájením funguje dobře, když je síťové napětí a frekvence stabilní. Při použití systému s dvojitým napájením, když se síťové napětí náhle změní ze 100% na 60%, proud IGBT na straně generátoru se zvýší na 4násobek jmenovitého proudu a také točivý moment generátoru se zvýší na 4násobek jmenovitého točivého momentu. V tuto chvíli bude převodovka zničena. Pokud nechcete používat příliš velké IGBT a nechcete celý systém poškodit během přepětí, musíte použít generátor na straně generátoru. Ve větrných elektrárnách musíme vzít v úvahu životnost IGBT. Aby se zvýšila spolehlivost vodičů větrné energie, IGBT musí mít vysoký výkonový cyklus. V této aplikaci je technologie SKIIP (bez měděného substrátu, technologie lisování) velmi oblíbená, ve větrném průmyslu dominuje SEMIKRON.
