駱 林

（東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司，四川省德陽市 618000）

0 引言

隨著風(fēng)能、太陽能等波動(dòng)性、間歇性清潔能源的大規(guī)模發(fā)展，以及核電機(jī)組的應(yīng)用，要求電網(wǎng)具有更加靈活、快速的響應(yīng)能力，以保持自身的穩(wěn)定性和可靠性。常規(guī)定轉(zhuǎn)速抽水蓄能電站是目前最可靠的大規(guī)模儲(chǔ)能方式和電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)手段，但是其功率調(diào)節(jié)范圍和響應(yīng)速度受到恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行的局限；變速抽水蓄能機(jī)組具備特有的寬范圍功率調(diào)節(jié)能力，以及毫秒級(jí)的響應(yīng)速度，對(duì)波動(dòng)性、間歇性清潔能源的消納更具優(yōu)勢(shì)，是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)、智能電網(wǎng)的重要組成部分[1-2]。

要實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)行，所有發(fā)電電動(dòng)機(jī)不管是定速，還是變速，其工作的基本原理是定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)必須與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)保持在同一轉(zhuǎn)速、相對(duì)靜止，磁場(chǎng)間存在一定的夾角，才能產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行工作。如果要進(jìn)行變速，一種方式是定子側(cè)與電網(wǎng)頻率解耦，另一種方式是轉(zhuǎn)子側(cè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速解耦。第一種方式需要在電網(wǎng)與定子繞組間設(shè)置全功率變頻器；第二種方式，需要轉(zhuǎn)子上有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這就要求有變頻器在轉(zhuǎn)子三相繞組中通入交流電，這種方式歐美稱為雙饋，日本稱為交流勵(lì)磁。兩種方式的拓?fù)湓韴D如圖1、圖2所示：

圖1 全功率變頻方式變速系統(tǒng)拓?fù)湓韴DFigure 1 Principle topology for variable speed machine with Full-Power converter

圖2 交流勵(lì)磁方式變速系統(tǒng)拓?fù)湓韴DFigure 2 Principle topology for variable speed machine with AC-excitation

1 發(fā)電電動(dòng)機(jī)變速方式選取

兩種變速方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，究竟采用哪種方式，要根據(jù)電站的具體情況，綜合考慮。

采用第一種方式，從定子側(cè)與電網(wǎng)解耦，電機(jī)為常規(guī)的凸極同步電機(jī)，與定速機(jī)組相同。與定子相連接的變頻器功率與電機(jī)相同，可以完全將機(jī)組與電網(wǎng)解耦，頻率、轉(zhuǎn)速、電壓、電流、相位的變化，都通過全功率變頻器實(shí)現(xiàn)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：采用常規(guī)同步凸極電機(jī)，技術(shù)成熟，電機(jī)與電網(wǎng)完全解耦；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變化范圍大，運(yùn)行區(qū)域僅僅與水輪機(jī)限制有關(guān)；采用全功率變頻器啟動(dòng)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，無需壓水，無并網(wǎng)同期過程，機(jī)組啟動(dòng)和工況轉(zhuǎn)化都非常迅速。這種方式的缺點(diǎn)是：定子側(cè)全功率變頻器成本高；全功率變頻器自身損耗大，造成整個(gè)機(jī)組的效率下降；全功率變頻器尺寸較大，需要布置的空間大。

采用第二種方式定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為n1，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為n2，轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)速為n，f1、f2分別為定子電流、轉(zhuǎn)子電流的頻率，根據(jù)式（3）的關(guān)系，只要控制轉(zhuǎn)子電流的頻率f2，改變轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n2，就可改變轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)速n。轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)速n實(shí)現(xiàn)了與電網(wǎng)頻率f1和定子磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速n1的解耦。這種方式最大的好處是，在一定變速范圍內(nèi)，可大大降低變頻器所需的功率，降低變速系統(tǒng)成本，但是由于電機(jī)形式不再是常規(guī)的凸極同步電機(jī)，而是繞線式異步電機(jī)，結(jié)構(gòu)形式更為復(fù)雜，會(huì)造成機(jī)組成本的增加。

根據(jù)目前電力電子技術(shù)的發(fā)展水平[3]，如圖3所示，一般認(rèn)為含變頻器及電機(jī)的成本，在機(jī)組功率低于100MW時(shí)，采用全功率變頻器變速機(jī)組系統(tǒng)成本低，在機(jī)組功率大于100MW時(shí)，采用交流勵(lì)磁變速機(jī)組系統(tǒng)成本低。

圖3 不同變速方式成本－功率比較Figure 3 Cost-Power comparison for different variable speed method

在效率方面[3]，針對(duì)某100MW，428.6r/min機(jī)組，進(jìn)行了電磁計(jì)算，采用兩種變速方式，如表1所示，機(jī)組的機(jī)械損耗、電氣損耗水平基本相當(dāng)。全功率變頻器自身損耗包括電力電子元器件的損耗和水循環(huán)冷卻系統(tǒng)泵及管路損耗，按98.5%效率計(jì)算損耗已達(dá)1500kW，占整個(gè)變速機(jī)組系統(tǒng)損耗的一半以上，導(dǎo)致整體效率低于交流勵(lì)磁變速機(jī)組，當(dāng)然隨著電力電子技術(shù)發(fā)展，變頻器效率仍存在提高空間。

表1 某100MW機(jī)組不同變速方式下的效率比較Table 1 Efficiency comparison of different variable speed methods of 100 MW unit

續(xù)表

2 變頻器容量選取與估算

對(duì)于采用全功率變頻器變速方式的系統(tǒng)，變頻器容量與機(jī)組容量相等，對(duì)于采用交流勵(lì)磁變速方式的系統(tǒng)，交流勵(lì)磁變頻器的容量主要取決于機(jī)組的變速范圍，變速范圍越大，所需變頻器的容量越大，另外也要考慮到機(jī)組水泵工況啟動(dòng)要求。

根據(jù)交流勵(lì)磁變速發(fā)電電動(dòng)機(jī)功率平衡關(guān)系[4-6]，可得交流勵(lì)磁變頻器的有功功率P2，無功功率Q2分別如式（4）、式（5）所示：

式中：s——轉(zhuǎn)差率；

P1，Q1——定子繞組端的有功功率、無功功率；

PCu1、PCu2——定子繞組銅耗、轉(zhuǎn)子繞組銅耗；

Q1δ、Q2δ、Qm——定轉(zhuǎn)子漏抗、勵(lì)磁電抗消耗的無功功率。

交流勵(lì)磁變頻器的容量S2為：

由式（4）～式（6）可見，交流勵(lì)磁變頻器的容量大小與機(jī)組變速范圍及定轉(zhuǎn)子的損耗水平有關(guān)，對(duì)于大容量的交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)，效率水平比較高，變頻器容量主要取決于變速范圍，初步的變頻器容量Sf估算可按式（7）計(jì)算。

式中：S1——機(jī)組容量；

s——轉(zhuǎn)差率，變速范圍±5%，s取0.05；

cosφ2——交流勵(lì)磁變頻器機(jī)側(cè)工作功率因數(shù)，取0.5～0.6。

表2為部分交流勵(lì)磁變速抽水蓄能電站數(shù)據(jù)。

表2 部分交流勵(lì)磁變速抽水蓄能電站參數(shù)Table 2 Parameters of pumped-storage power station with AC-excited variable speed unit

3 發(fā)電電動(dòng)機(jī)中的諧波

采用交流勵(lì)磁的發(fā)電電動(dòng)機(jī)，電機(jī)內(nèi)部存在非常復(fù)雜的諧波構(gòu)成[7]，諧波主要分為兩類：一類是由于電機(jī)內(nèi)部磁勢(shì)和磁阻在空間上分布不均勻而產(chǎn)生的空間諧波；另一類是轉(zhuǎn)子繞組依靠變頻器供電，由于變頻器輸出電壓的非正弦性，而在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)間諧波，其受變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、開關(guān)頻率、調(diào)制方式、調(diào)幅比、調(diào)頻比等參數(shù)影響，主要包括基波的整數(shù)倍次諧波、開關(guān)元件引起的高次諧波（包括開關(guān)頻率倍數(shù)次諧波及其邊帶諧波）、直流偏置諧波等。這些諧波的相互作用，可能引起電機(jī)磁場(chǎng)的局部飽和、發(fā)熱，出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲和性能下降等問題，因此在電機(jī)設(shè)計(jì)過程中必須進(jìn)行準(zhǔn)確的分析計(jì)算，加以避免。

在大型電機(jī)中，交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)較為特殊，其一，與水輪發(fā)電機(jī)不同，電機(jī)為隱極式結(jié)構(gòu)，定轉(zhuǎn)子雙邊均有開口槽；其二，與汽輪發(fā)電機(jī)不同，轉(zhuǎn)子為硅鋼片疊片制成而非實(shí)心體；其三，與大型異步電機(jī)不同，轉(zhuǎn)子側(cè)為開口槽結(jié)構(gòu)，而不是閉口槽或半閉口槽。這些特點(diǎn)都導(dǎo)致交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)氣隙中的空間諧波分量更為豐富，圖4～圖7分別為凸極同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)及交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的空載磁場(chǎng)和波形。

圖4 凸極同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)空載磁場(chǎng)云圖Figure 4 Magnetic field cloud of salient pole synchronous motor-generator in No-Load mode

圖5 交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)空載磁場(chǎng)云圖Figure 5 Magnetic field cloud of motor-generator with AC-excitation in No-Load mode

圖6 凸極同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)氣隙磁場(chǎng)波形Figure 6 Air gap magnetic field of salient pole synchronous motor-generator

圖7 交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)氣隙磁場(chǎng)波形Figure 7 Air gap magnetic field of motor-generator with AC-Excitation

交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)氣隙中存在基波磁勢(shì)和一系列時(shí)間諧波磁勢(shì)，因而除了基波轉(zhuǎn)矩外，還將產(chǎn)生一系列諧波轉(zhuǎn)矩。這些諧波轉(zhuǎn)矩可以分為兩大類，一類為大小和方向都不變的穩(wěn)定諧波轉(zhuǎn)矩，另一類是脈動(dòng)的諧波轉(zhuǎn)矩。當(dāng)給轉(zhuǎn)子供電的逆變電源中有k個(gè)電壓諧波時(shí)（包括基波），就形成k2個(gè)轉(zhuǎn)矩，其中包括一個(gè)基波轉(zhuǎn)矩，k-1個(gè)穩(wěn)定諧波轉(zhuǎn)矩和k2-k個(gè)脈動(dòng)諧波轉(zhuǎn)矩。工程上應(yīng)用中主要考慮基波磁通與5、7、11、13次轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的諧波磁通相互作用產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)中的時(shí)間諧波主要來自與轉(zhuǎn)子繞組連接的變頻器[8-10]，2000年前多采用交交變頻器變速系統(tǒng)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖8所示，2000年后開始采用三電平VSI變頻器變速系統(tǒng)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖9所示，大容量變頻器采用三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可有效減小諧波含量，降低單個(gè)開關(guān)管耐壓需求與容量要求并減少損耗。

交交變頻器變速系統(tǒng)技術(shù)成熟，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由圖8可見，系統(tǒng)中使用了3個(gè)三繞組變壓器，而圖9中只使用1個(gè)雙繞組變壓器，圖8中的開關(guān)元件也遠(yuǎn)多于圖9系統(tǒng)。另一個(gè)問題是交交變頻器系統(tǒng)只能輸出0～1/3電網(wǎng)頻率的電流、電壓，不能直接用以水泵工況拖動(dòng)電機(jī)至額定同步轉(zhuǎn)速，需采用特殊的方式或單獨(dú)的SFC系統(tǒng)，而三電平VSI變頻器變速系統(tǒng)可輸出0～電網(wǎng)頻率的電流、電壓，不存在這個(gè)問題。

圖8 12脈沖交交變頻器變速系統(tǒng)Figure 8 Varspeed system with 12-pules cyclo-converter

圖9 三電平VSI變頻器變速系統(tǒng)Figure 9 Varspeed system with 3-Level VSI converter

圖10～圖13分別為交交變頻、三電平VSI變頻器變速系統(tǒng)中，電機(jī)中的電壓、電流及網(wǎng)側(cè)變壓器的電流仿真計(jì)算[8]，可見三電平VSI變頻器相比12脈沖交交變頻器系統(tǒng)中的THD（總諧波畸變率）更低。

圖10 交交變頻器變速系統(tǒng)電機(jī)相電壓和相電流Figure 10 Phase voltage and current in electric machine with cyclo-converter

圖11 三電平VSI變頻器變速系統(tǒng)電機(jī)相電壓和相電流Figure 11 Phase voltage and current in electric machine with 3-Level VSI converter

圖12 交交變頻器網(wǎng)側(cè)變壓器電流Figure 12 Transformer current ate network side of cyclo-converter

圖13 三電平VSI變頻器變速系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變壓器電流Figure 13 Transformer current ate network side of 3-Level VSI converter

THD（交交變頻器變速系統(tǒng)電機(jī)相電流）：0.582%；

THD（三電平VSI變頻器變速系統(tǒng)電機(jī)相電流）：0.449%；

THD（交交變頻器網(wǎng)側(cè)變壓器電流）：0.937%；

THD（三電平VSI變頻器變速系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變壓器電流）：0.622%。

在相同的轉(zhuǎn)子電壓幅值時(shí)，采用 SVPWM 與 SPWM 兩種調(diào)制方式的調(diào)幅比是不同的。根據(jù)大容量變頻器的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，采用 SVPWM 調(diào)制方式更加合理。此外，在電機(jī)運(yùn)行過程中，調(diào)幅比的變化（對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子電壓幅值的變化）將會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子電壓諧波含量產(chǎn)生很大的影響。調(diào)幅比主要由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，同時(shí)受電機(jī)運(yùn)行工況影響。

4 發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組端部固定

交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組為三相繞組，繞組結(jié)構(gòu)形式與定子繞組相同，但轉(zhuǎn)子繞組端部部分，從槽內(nèi)伸出（見圖15），在運(yùn)行過程中會(huì)承受很大的離心力，因此對(duì)于交流勵(lì)磁變速發(fā)電電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子線圈的端部支撐非常重要。

圖14 凸極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)Figure 14 Rotor structure of salient pole synchronous motor-generator

圖15 交流勵(lì)磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)Figure 15 Rotor structure of motor-generator with AC-Excitation

對(duì)于繞組端部的固定，目前國(guó)外機(jī)組已經(jīng)應(yīng)用的方式主要有四種[11]：

4.1 繞組端部徑向螺栓固定

轉(zhuǎn)子鐵芯兩端，在軛部位置沿軸向分別疊有延伸部分，用來固定轉(zhuǎn)子繞組端部。延伸部分由僅有軛部的沖片交錯(cuò)疊壓而成，疊裝高度與繞組端部長(zhǎng)度相同。延伸部分疊壓完成后和轉(zhuǎn)子軛部作為整體壓緊。延伸部分同樣設(shè)有通風(fēng)溝，旋轉(zhuǎn)的徑向風(fēng)溝提供冷風(fēng)氣流冷卻定轉(zhuǎn)子繞組端部。繞組端部需在徑向離心力作用下安全可靠。采取的措施是沿圓周方向布置玻璃纖維板，并用徑向螺栓固定在轉(zhuǎn)子鐵芯延伸段的T尾或鴿尾槽內(nèi)。此類固定結(jié)構(gòu)如圖16所示[12]。

圖16 徑向螺栓固定結(jié)構(gòu)Figure 16 Fixation structure by radial bolts

4.2 繞組端部U形螺栓固定

U形螺栓從繞組端部間隙穿入，并與繞組端部?jī)?nèi)側(cè)的定位環(huán)接觸。不同高度的定位環(huán)通過軸向墊塊焊接成整體。通過擰緊螺母施加預(yù)緊力，直到其值等效飛逸工況下離心力。U形螺栓端頭內(nèi)側(cè)固定螺母附有液壓調(diào)整，防止運(yùn)行過程中的松動(dòng)。此類固定結(jié)構(gòu)如圖17所示。

圖17 U形螺栓固定結(jié)構(gòu)Figure 17 Fixation structure by U type bolts

4.3 繞組端部金屬護(hù)環(huán)固定

金屬護(hù)環(huán)采用熱套方式，對(duì)繞組端部施加一定的預(yù)緊力。其設(shè)計(jì)與汽輪發(fā)電機(jī)非磁性金屬護(hù)環(huán)相似，常見的汽輪發(fā)電機(jī)非磁性護(hù)環(huán)材料見表3。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是在繞組端部?jī)?nèi)側(cè)還設(shè)置一個(gè)內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)的膨脹取決于轉(zhuǎn)子磁軛部分的離心力。圖18為金谷（Goldisthal）電站的轉(zhuǎn)子裝配圖。護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)技術(shù)成熟可靠，但考慮到發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)尺寸較大，使得其制造難度增加，相應(yīng)地成本顯著升高。另一方面，護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)由于其整體部件的特點(diǎn)，可以大幅縮短工地轉(zhuǎn)子裝配的安裝周期。

表3 汽輪發(fā)電機(jī)非磁性護(hù)環(huán)材料參數(shù)Table 3 Materials parameters of nonmagnetic retaining ring of turbine generator

圖18 金屬護(hù)環(huán)固定結(jié)構(gòu)Figure 18 Fixation structure by metal end cap

4.4 繞組端部用高強(qiáng)度纖維帶綁扎固定

與雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組端部固定方式相同，采用高強(qiáng)度綁扎帶在預(yù)緊力條件下繞制成型后固化，圖19為繞組端部采用高強(qiáng)度纖維綁扎帶固定方式。由于密度低，自身重量產(chǎn)生的離心力較小，使得此種方式在考慮固定結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度方面存在巨大的優(yōu)勢(shì)。隨著材料制造技術(shù)的發(fā)展，目前已有多種纖維帶的強(qiáng)度等級(jí)能夠在變速發(fā)電電動(dòng)機(jī)應(yīng)用，其中聚酰胺纖維帶的抗拉強(qiáng)度可達(dá)到1400MPa。另一方面，綁扎帶的彈性模量小，整個(gè)結(jié)構(gòu)的形變較其他方式要大，同時(shí)由于綁扎了整個(gè)轉(zhuǎn)子繞組的端部，對(duì)線棒端部的通風(fēng)散熱會(huì)產(chǎn)生不良影響。表4中為幾種可用以端部綁扎固定的材料。

圖19 高強(qiáng)度纖維帶綁扎固定結(jié)構(gòu)Figure 19 Fixation structure by high strength fiber binding

表4 轉(zhuǎn)子繞組端部綁扎帶材料參數(shù)Table 4 Material parameters of binding tape at the end of the rotor winding

5 發(fā)電電動(dòng)機(jī)交流集電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于轉(zhuǎn)子采用交流勵(lì)磁，集電環(huán)系統(tǒng)應(yīng)至少含3層滑環(huán)，并帶碳刷和刷握。同時(shí)如果轉(zhuǎn)子繞組中性點(diǎn)需引出，可增加設(shè)置一層中性環(huán)將轉(zhuǎn)子繞組的中性點(diǎn)引出。各滑環(huán)的導(dǎo)電碳刷軸向交錯(cuò)布置，防止在更換、調(diào)整碳刷時(shí)造成環(huán)間爬電引起短路。由于交流勵(lì)磁電流幅值較大，每相集電環(huán)配置的電刷個(gè)數(shù)較多，就需優(yōu)化電刷的布置空間，并充分考慮通風(fēng)冷卻的需求。表5為典型的定速發(fā)電電動(dòng)機(jī)與交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)集電系統(tǒng)主要參數(shù)比較[3]。

表5 定速發(fā)電電動(dòng)機(jī)與交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī) 集電系統(tǒng)主要參數(shù)Table 5 Main parameters of the collecting system of constant speed motor-generator and AC excitation motor-generator

集電環(huán)應(yīng)能承受帶轉(zhuǎn)差頻率的最大的轉(zhuǎn)子電流，在啟停過程中，集電環(huán)應(yīng)能承受50～60Hz的電流。由于VSI輸出的高頻電流，每相電流均應(yīng)由一對(duì)相同集電環(huán)分開傳輸。勵(lì)磁引線的截面積比正常要求的截面至少大30%，以滿足最大轉(zhuǎn)子電流的要求。勵(lì)磁引線當(dāng)經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)以便保證通風(fēng)不好的軸內(nèi)鏜孔處溫度在極限值之內(nèi)。

對(duì)于大型交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)，由于集電系統(tǒng)碳刷的電氣和機(jī)械損耗可達(dá)幾十千瓦，可采用外加冷卻器或是自循環(huán)冷卻方式。對(duì)于自循環(huán)冷卻方式，在集電環(huán)支架設(shè)置有徑向筋板，轉(zhuǎn)動(dòng)的筋板形成徑向風(fēng)扇產(chǎn)生冷風(fēng)冷卻集電環(huán)和電刷，強(qiáng)迫空氣將電刷與集電環(huán)之間的電氣損耗和摩擦損耗帶出，同時(shí)減少碳刷磨損堆積在集電環(huán)表面的碳粉。由于筋板葉片的風(fēng)扇作用，可以保證集電裝置能夠承載高電壓大電流的要求。同時(shí)應(yīng)采用碳粉收集裝置，防止碳粉出現(xiàn)在集電環(huán)室。

6 結(jié)語

變速抽水蓄能發(fā)電電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，與常規(guī)定速抽水蓄能發(fā)電電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)相比，存在一定的差異，由于大功率變頻器的使用，電機(jī)中的諧波情況非常復(fù)雜。采用全功率變頻器的發(fā)電電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與定速發(fā)電電動(dòng)機(jī)基本相同。采用交流勵(lì)磁的發(fā)電電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式和集電系統(tǒng)是設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮的重點(diǎn)問題，除此之外，其余定速發(fā)電電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)都可直接用于交流勵(lì)磁變速發(fā)電電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，有著更強(qiáng)調(diào)節(jié)能力、更快調(diào)節(jié)速度的變速抽水蓄能機(jī)組，必將成為新一代抽水蓄能電站的重要組成部分。