电

一些系统以电子方式执行此操作。发电机要么产生直流，要么将变频交流整流成直流，然后逆变器产生所需的交流频率。常见于更现代的小型风力涡轮机。

机械地

其他系统是机械控制的以获得所需的频率。使用的机制将被称为调速器。大多数简单的机械调速器都不是很准确，因此这对于并网设备来说不够好。也可以制造更精确的调速器，其机械工作方式与以下段落类似，这些通常用于内燃机。

有反馈

另一种方法，可能是最常见的方法是获得某种形式的反馈。微控制器监控正在生成的频率，并通过某种形式的伺服调整机械系统以获得正确的频率。例如，它可以打开和关闭闸门以调节通过涡轮机的水流。更复杂的系统可以同时调整闸门和涡轮叶片，以保持正确的频率，同时改变输出功率。

电网同步运行

在某些情况下，它可能根本没有必要。如果您有一台小型风力涡轮机，连接到燃煤发电站附近的电网，您可以将其连接起来而无需理会。电站中巨大的涡轮机将稳定电网频率，并固定风力涡轮机的转速。如果风吹得更大，您将获得更多电流，并且功率因数会发生轻微变化。请注意，随着越来越多的风力涡轮机被添加，运行电站的人们对此将越来越不满意，因此电网运营商最终将禁止它。

如果我需要以指定的频率发电，那么我需要确保发电机的转子以指定的速度（rpm）旋转。

不，这不一定是真的。许多风力发电机使用双馈感应发电机（DFIG），可以通过控制转子绕组来调节频率：-

它们可以将一种频率的功率转换为另一种频率，即即使转子可能运行得太慢，它们也可以产生 50/60 Hz。这是通过将交流电流注入转子线圈来完成的。实现这一点的控制系统还可以改变涡轮机的桨距角，作为增加或减少机械转速的另一种手段。

有关更多信息，请阅读此 EE 答案。

但是当我用蒸汽或水旋转它时，我如何控制这个速度？

可能存在转速过高的情况，尽管 DFIG 可以处理这种情况，但最好采用组合方法，例如上图所示的俯仰角控制。

然而，不可避免的底线是，如果您有充足的机械能源并且此时的负载需求非常小，那么您必须将发电机从电网中解开。如果您没有“电网”，那么您必须有一个可以满足低功率需求的备用电源，这通常意味着通过逆变器使用柴油发电机或太阳能。

这就是州长的职责。

机械版本是一种装置，当速度上升太多时，它将使用离心力或鼓风机来驱动节气门/进气口以减慢发动机的速度。

您可以使用 RPM 传感器和电子控制的节气门/进气口使其电子化。

在我（有限的）发电机设计经验中，您必须考虑多个因素：

• 机械输入速度（涡轮机、车轮等）

• 机械输入功率

• 输出电压

• 输出电流

• 输出功率（取决于电压和电流，但您通常希望在峰值功率点最大化）

在许多情况下，您想要保持的是恒定电压输出，它会随电气负载而变化；更高的电流会使输出下降。

在您的设置中，您只关心轴的速度（无论出于何种原因）。有两种方法可以做到这一点：控制输入功率或控制输出功率。

如果您知道您的机械功率将始终大于输出功率，则可以使用调速器或类似设备，这将限制轴功率以保持速度恒定。这将以简单的方式控制输入功率。

如果你不能保证你的机械输入更高，你需要以某种方式限制你的输出功率。我已经做到了，我们通过 PID 反馈控制器控制输出电流，以将轴速度保持在固定值。但那是在直流系统中，我们有一个大电池，可以在高供电时间将电流推入，并在低供电时间汲取电流。