5. Cấu trúc luận văn
2.1.2. Nguyên lý hoạt động MPKĐBNK
Khi ta tác dụng một lực vào turbine quay, thông qua hộp số và trục truyền động làm rotor quay. Khi đã đạt đến tốc độ trên đồng bộ (n2> n1 ), thì MPKĐBNK sẽ tạo ra dòng điện dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ với độ từ trƣờng: n1
p 60f
Cuộn dây stator của MPKĐBNK phát điện trực tiếp vào lƣới điện tƣơng tự nhƣ các máy phát điện không đồng bộ. Sự khác biệt là phần rotor cũng đƣợc kết nối với lƣới điện thông qua chuyển đổi năng lƣợng điện tử. Vì vậy, trong hệ thống MPKĐBNK, năng lƣợng cấp cho lƣới điện không chỉ bởi stator, mà còn bởi rotor. Do đó, hệ thống này đƣợc gọi là "máy phát nguồn kép".
Mạch rotor đƣợc cấp nguồn từ bộ nghịch lƣu nguồn áp VSC (voltage source converter) có biên độ và tần số thay đổi thƣờng sử dụng linh kiện điện tử công suất IGBT. Khi đã hòa đồng bộ với lƣới điện dòng năng lƣợng qua máy phát có thể đƣợc mô phỏng xảy ra hai trƣờng hợp:
+ Khi mômen quay ứng với tốc độ thấp hơn tốc độ đồng bộ, đó là tốc độ vận hành dƣới đồng bộ. Trƣờng hợp này máy phát lấy năng lƣợng từ lƣới qua rotor. + Khi mômen quay ứng với tốc độ lớn hơn tốc độ đồng bộ, đó là tốc độ vận hành trên đồng bộ. Trƣờng hợp này máy phát hoàn năng lƣợng về lƣới cũng qua rotor.
Để đảm bảo MPKĐBNK vận hành nhƣ máy phát ở hai chế độ trên, thì bộ biến đổi công suất cả hai phía (phía máy phát và phía lƣới đều phải là nghịch lƣu có khả năng điều khiển dòng công suất theo hai chiều).
Bộ CL cho phép MPKĐBNK làm việc trong cả bốn góc phần tƣ của mặt phẳng phức dq, nghĩa là MPKĐBNK có khả năng phát công suất phản kháng về lƣới (điều này ngƣợc lại với máy điện thông thƣờng). Trên hết, công suất phản kháng trao đổi giữa MPKĐBNK và lƣới điện có thể đƣợc điều khiển độc lập với công suất thực.
Máy điện thƣờng hoạt động nhƣ động cơ trƣớc khi đạt tới tốc độ nhất định (tốc độ trên đồng bộ), rồi sau đó mới phát ngƣợc công suất vào lƣới.