大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)
對(duì)于現(xiàn)在國(guó)內(nèi)國(guó)外大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，有雙饋機(jī)和永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)。永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)顧名思義是在傳動(dòng)鏈中不含有增速齒輪箱。總所周知，一般發(fā)電機(jī)要并網(wǎng)必須滿足相位、幅頻、周期同步。而我國(guó)電網(wǎng)頻率為50hz這就表示發(fā)電機(jī)要發(fā)出50hz的交流電。學(xué)過(guò)電機(jī)的都知道。轉(zhuǎn)速、磁極對(duì)數(shù)、與頻率是有關(guān)系的n=60f/p。所以當(dāng)極對(duì)數(shù)恒定時(shí)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是一定的。所以一般雙饋風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1800r/min。而葉輪轉(zhuǎn)速一般在十幾轉(zhuǎn)每分。這就需要在葉輪與發(fā)電機(jī)之間加入增速箱。而永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)是增加磁極對(duì)數(shù)從而使得電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速下降，這樣就不需要增速齒輪箱，故名直驅(qū)。而齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最容易出故障的部件。所以，永磁直驅(qū)的可靠性要高于雙饋。對(duì)于永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的磁極部分是用釹鐵硼的永磁磁極，原料為稀土。風(fēng)輪吸收風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能通過(guò)主軸傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)出的電通過(guò)全功率變流器之后過(guò)升壓變壓器上網(wǎng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)也在逐步的永磁化。采用永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，不僅可以提高發(fā)電機(jī)的效率，而且能在增大電機(jī)容量的同時(shí)，減少體積，并且因?yàn)榘l(fā)電機(jī)采用了永磁結(jié)構(gòu)，省去了電刷和集電環(huán)等易耗機(jī)械部件，提高了系統(tǒng)的可靠性，這也是風(fēng)電發(fā)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)之一。風(fēng)力機(jī)的直驅(qū)化也是當(dāng)前的一個(gè)熱點(diǎn)趨勢(shì)。目前大多風(fēng)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)與風(fēng)輪并不是直接相連，而是通過(guò)變速齒輪相連，這種機(jī)械裝置不僅降低了系統(tǒng)的效率，增加了系統(tǒng)的成本，而且容易出現(xiàn)故障，是風(fēng)力發(fā)電急需解決的瓶頸問(wèn)題。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以直接與風(fēng)輪相連，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)增大了電機(jī)的體積和設(shè)計(jì)制造以及控制的難度。直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是采用風(fēng)輪直接驅(qū)動(dòng)多極低速永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，通過(guò)功率變換電路將電能轉(zhuǎn)換后并入電網(wǎng)，相對(duì)于雙饋型發(fā)電系統(tǒng)，直驅(qū)式發(fā)電機(jī)采用較多的極對(duì)數(shù)，使得在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，發(fā)電機(jī)定子電壓輸出頻率仍然比較高，完全可以在電機(jī)的額定等級(jí)下工作，并且其定子輸出電壓通過(guò)變流器后再和電網(wǎng)相接，定子頻率變化并不會(huì)影響電網(wǎng)頻率。在直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)與發(fā)電機(jī)直接耦合，省去了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的國(guó)內(nèi)難以自主生產(chǎn)且故障率較高的齒輪箱這一部件，減少了發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作，并且降低了噪音。另外其不需要電勵(lì)磁裝置，具有重量輕、效率高、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。
直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)與雙饋異步發(fā)電機(jī)技術(shù)相比，由于不需要轉(zhuǎn)子勵(lì)磁，沒(méi)有增速齒輪箱，效率要比雙饋發(fā)電機(jī)高出20%以上，年發(fā)電量要比同容量的雙饋機(jī)型高；增速齒輪箱故障較高，維護(hù)保養(yǎng)成本高，直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)不需要齒輪箱，易于維修保養(yǎng)；直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)采用全功率的交-直-交變頻技術(shù)，與電網(wǎng)隔離，具有低電壓穿越能力，對(duì)電網(wǎng)友好；
