可变滑差

From Windpower Guided Tour

风机中的变滑差发电机

电动机制造商很多年面临着一个问题，他们的电机仅能运行在由电机极数决定的基本固定的转速上。

如同我们在前一页所学到的，异步(感应)电机中的电动机(或发电机)滑差由于效率原因，通常非常小，因此旋转速度在空载和满载之间将会有1%左右的变化。

但是滑差是发电机转轮绕组中(直流)电阻(以欧姆表示)的函数。电阻越高，滑差越大。因此改变滑差的一种方法是改变转轮电阻。这种方法可能增大发电机滑差，例如到10%。

在电动机上，这通常由绕线转轮实现，即转轮带有连接成星形的铜线绕组，与外部的可变电阻连接，加上电子控制系统来操作电阻。连接通常由电刷和滑环完成，这是一个明显的缺点，对于笼型绕线转轮电机的优良简单技术设计来说。这也引入了发电机中容易磨损的地方，因此发电机需要额外的维护。

最优滑差

可变滑差感应发电机的一个有趣的变化，避免了引入滑环、电刷、外部电阻和维护的所有问题。

通过把外部电阻固定在转轮自身上，并且把电子控制系统也固定在转轮上，依旧存在如何把需要的滑差量传递给转轮的问题。但是这种通讯可以完美解决，使用光纤通讯，当每次其通过一个固定的光纤时，把信号发送至转轮电子装置。

在可变转速运行变桨控制风机

如下一页提到的，能使风机运行在可变转速有很多优势。

需要风机能够部分地变速运行的一个好的理由，是基于变桨距控制(通过调节风机叶片桨距角控制转矩，以免齿轮箱和发电机过载)是一个机械过程这样的事实。这意味着变桨距机构的响应时间是风机设计的一个关键因素。

可是如果有一个可变滑差的发电机，一旦接近风机的额定功率时，你可以开始增加它的滑差。丹麦风机设计中广泛应用的控制策略是，当风机在接近额定功率运行时，运行发电机在其最大滑差的一半。当阵风出现时，控制机构信号增大发电机滑差，允许转轮运行的更快一点，同时变桨距结构开始处理这种情况，通过调大叶片桨距角来偏离阵风。一旦变桨距结构完成工作，滑差会再减小。在风力突然减小的状况下，应用相反的过程。

尽管这些概念听起来可能简单，但保证两个功率控制结构高效协作，完全是一个技术挑战。

提高电能质量

你可以提出异议，使发电机运行在高滑差会释放更多的热量，这会降低效率。但这对电机本身来说不是问题，因为唯一可替代的就是通过调节叶片桨距角偏离风向，浪费掉多余的风能。

使用这里提到的控制策略的一个实在的好处是获得更好的电能质量，因为功率输出的波动被“吃掉”或“加满”，通过改变发电机滑差，存储或释放一部分能量，作为风机转轮的转动能量。