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大型水平軸風力發(fā)電機組永磁直驅發(fā)電機

       對于現(xiàn)在國內國外大型水平軸風力發(fā)電機組，有雙饋機和永磁直驅發(fā)電機。永磁直驅發(fā)電機顧名思義是在傳動鏈中不含有增速齒輪箱。總所周知，一般發(fā)電機要并網必須滿足相位、幅頻、周期同步。而我國電網頻率為50hz這就表示發(fā)電機要發(fā)出50hz的交流電。學過電機的都知道。轉速、磁極對數(shù)、與頻率是有關系的n=60f/p。所以當極對數(shù)恒定時，發(fā)電機的轉速是一定的。所以一般雙饋風機的發(fā)電機額定轉速為1800r/min。而葉輪轉速一般在十幾轉每分。這就需要在葉輪與發(fā)電機之間加入增速箱。而永磁直驅發(fā)電機是增加磁極對數(shù)從而使得電機的額定轉速下降，這樣就不需要增速齒輪箱，故名直驅。而齒輪箱是風力發(fā)電機組最容易出故障的部件。所以，永磁直驅的可靠性要高于雙饋。對于永磁直驅發(fā)電機的磁極部分是用釹鐵硼的永磁磁極，原料為稀土。風輪吸收風能轉化為機械能通過主軸傳遞給發(fā)電機發(fā)電，發(fā)出的電通過全功率變流器之后過升壓變壓器上網。風力發(fā)電機也在逐步的永磁化。采用永磁風力發(fā)電機，不僅可以提高發(fā)電機的效率，而且能在增大電機容量的同時，減少體積，并且因為發(fā)電機采用了永磁結構，省去了電刷和集電環(huán)等易耗機械部件，提高了系統(tǒng)的可靠性，這也是風電發(fā)電機的發(fā)展趨勢之一。風力機的直驅化也是當前的一個熱點趨勢。目前大多風電系統(tǒng)發(fā)電機與風輪并不是直接相連，而是通過變速齒輪相連，這種機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，是風力發(fā)電急需解決的瓶頸問題。直驅式風力發(fā)電機可以直接與風輪相連，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時增大了電機的體積和設計制造以及控制的難度。直驅型風力發(fā)電系統(tǒng)是采用風輪直接驅動多極低速永磁同步發(fā)電機發(fā)電，通過功率變換電路將電能轉換后并入電網，相對于雙饋型發(fā)電系統(tǒng)，直驅式發(fā)電機采用較多的極對數(shù)，使得在轉速較低時，發(fā)電機定子電壓輸出頻率仍然比較高，完全可以在電機的額定等級下工作，并且其定子輸出電壓通過變流器后再和電網相接，定子頻率變化并不會影響電網頻率。在直驅風力發(fā)電系統(tǒng)中風機與發(fā)電機直接耦合，省去了傳統(tǒng)風力發(fā)電系統(tǒng)中的國內難以自主生產且故障率較高的齒輪箱這一部件，減少了發(fā)電機的維護工作，并且降低了噪音。另外其不需要電勵磁裝置，具有重量輕、效率高、可靠性好的優(yōu)點。

 直驅永磁發(fā)電機與雙饋異步發(fā)電機技術相比，由于不需要轉子勵磁，沒有增速齒輪箱，效率要比雙饋發(fā)電機高出20%以上，年發(fā)電量要比同容量的雙饋機型高；增速齒輪箱故障較高，維護保養(yǎng)成本高，直驅永磁發(fā)電機不需要齒輪箱，易于維修保養(yǎng)；直驅永磁發(fā)電機采用全功率的交-直-交變頻技術，與電網隔離，具有低電壓穿越能力，對電網友好；