雙饋非同步發電機的原理和條件是什麼

什麼是「雙饋」？雙饋非同步發電機的原理和條件是什麼？

「雙饋」是非同步電機的一種執行方式，也是乙個專用術語。其中的「饋」字，英語為「fed」，在這裡，漢語應該理解為電能「交換」，故雙饋即是雙端饋電。注意，「fed」並不確指電能的交換方向（輸出還是輸入），所以，雙饋既有雙饋發電機，亦有雙饋電動機。

對於繞線轉子的非同步電機，除了定子必然和電源相聯之外，轉子也可以和電源相聯，於是，當電機作為發電機時，稱之為雙饋非同步發電機；反之作為電動機時，則稱為雙饋非同步電動機，而只有一端和電源相聯的普通電機則屬於「單饋」。

還要指出，雙饋發電或雙饋電動均屬於和外部電源的電能交換，因此，雙饋（double fed）以及串級（cascade control）都應歸屬於外饋（）。

雙饋非同步發電機的基本原理和普遍的非同步發電機原理是一致的，所不同的是，雙饋發電機的轉子不是單純地輸入機械功率，還有和附加電源交換的電功率。這樣做的目的何在？我們先從普通的非同步發電機談起。

按照非同步電機的原理，非同步發電機的功率轉換流程為

**子功率→轉子電磁功率）—→（定子電磁功率→定子電功率）

考慮到功率轉換中的損耗，轉子的功率必須大於轉子的電磁功率，即有

＞這是能量守恆的體現，也是非同步發電機的核心原理。發電機目的是將機械能轉化為電能，所以，按理轉子功率應該就是機械功率，但是問題出來了，根據電機學和力學原理，旋轉電機的機械功率普遍表達為

等於機械轉矩和轉速的乘積；而非同步電機的電磁功率表達為

即為電磁轉矩和同步轉速的乘積。同步轉速是旋轉磁場的轉速，且

考慮到電機穩定執行必然遵循轉矩平衡原理，也就是機械轉矩和電磁轉矩大小相等，方向相反，即

結果，在＜（亞同步）時，卻是＜或者

＜轉子功率小於電磁功率，非同步電機不但不能發電，反而是作電動機執行。

為了解決這個亞同步發電的問題，單憑轉子的機械功率是不夠的，為此，轉子需要向附加電源「借助」一定的電功率，使得轉子的功率為二者之和，即

這樣就可以滿足

＞的發電條件了。其功率轉換流程為：

轉子定子：｛→｝→電網

附加電源:→

但是要注意，轉子將扣除損耗餘下的電磁功率傳輸給定子，定子的發電功率中除了有用的機械功率之外，還有無用的附加電功率，理由是本身就是電功率，而且在由附加電源——發電機——主電源之間迴圈，不僅無謂，而且造成損耗，降低發電效率，顯然是雙饋發電的一大缺點。

雙饋還有n＞n1的超同步發電，此時機械功率可能過大於電磁功率，為了避免過載而損壞發電機，轉子要反過來向附加電源發電，其功率流程如下：

轉子定子：｛→｝→主電源

附加電源

其餘限於篇幅，讀者不難自行分析。

對於籠型非同步發電機，由於轉子封閉（短路），所以轉子只能單純輸入機械功率，電功率無法輸入，所以其發電條件為＞，以及＞，只有在超同步時才能發電。顯然，這個發電條件極大限制了籠型非同步發電機的應用。