大型水平軸風力發電機組永磁直驅發電機

       對于現在國內國外大型水平軸風力發電機組，有雙饋機和永磁直驅發電機。永磁直驅發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這就表示發電機要發出50hz的交流電。學過電機的都知道。轉速、磁極對數、與頻率是有關系的n=60f/p。所以當極對數恒定時，發電機的轉速是一定的。所以一般雙饋風機的發電機額定轉速為1800r/min。而葉輪轉速一般在十幾轉每分。這就需要在葉輪與發電機之間加入增速箱。而永磁直驅發電機是增加磁極對數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電機發電，發出的電通過全功率變流器之后過升壓變壓器上網。風力發電機也在逐步的永磁化。采用永磁風力發電機，不僅可以提高發電機的效率，而且能在增大電機容量的同時，減少體積，并且因為發電機采用了永磁結構，省去了電刷和集電環等易耗機械部件，提高了系統的可靠性，這也是風電發電機的發展趨勢之一。風力機的直驅化也是當前的一個熱點趨勢。目前大多風電系統發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的效率，增加了系統的成本，而且容易出現故障，是風力發電急需解決的瓶頸問題。直驅式風力發電機可以直接與風輪相連，增加了系統的穩定性，同時增大了電機的體積和設計制造以及控制的難度。直驅型風力發電系統是采用風輪直接驅動多極低速永磁同步發電機發電，通過功率變換電路將電能轉換后并入電網，相對于雙饋型發電系統，直驅式發電機采用較多的極對數，使得在轉速較低時，發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。在直驅風力發電系統中風機與發電機直接耦合，省去了傳統風力發電系統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、可靠性好的優點。

 直驅永磁發電機與雙饋異步發電機技術相比，由于不需要轉子勵磁，沒有增速齒輪箱，效率要比雙饋發電機高出20%以上，年發電量要比同容量的雙饋機型高；增速齒輪箱故障較高，維護保養成本高，直驅永磁發電機不需要齒輪箱，易于維修保養；直驅永磁發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；