大型水平轴风力发电机组永磁直驱发电机

       对于现在国内国外大型水平轴风力发电机组，有双馈机和永磁直驱发电机。永磁直驱发电机顾名思义是在传动链中不含有增速齿轮箱。总所周知，一般发电机要并网必须满足相位、幅频、周期同步。而我国电网频率为50hz这就表示发电机要发出50hz的交流电。学过电机的都知道。转速、磁极对数、与频率是有关系的n=60f/p。所以当极对数恒定时，发电机的转速是一定的。所以一般双馈风机的发电机额定转速为1800r/min。而叶轮转速一般在十几转每分。这就需要在叶轮与发电机之间加入增速箱。而永磁直驱发电机是增加磁极对数从而使得电机的额定转速下降，这样就不需要增速齿轮箱，故名直驱。而齿轮箱是风力发电机组最容易出故障的部件。所以，永磁直驱的可靠性要高于双馈。对于永磁直驱发电机的磁极部分是用钕铁硼的永磁磁极，原料为稀土。风轮吸收风能转化为机械能通过主轴传递给发电机发电，发出的电通过全功率变流器之后过升压变压器上网。风力发电机也在逐步的永磁化。采用永磁风力发电机，不仅可以提高发电机的效率，而且能在增大电机容量的同时，减少体积，并且因为发电机采用了永磁结构，省去了电刷和集电环等易耗机械部件，提高了系统的可靠性，这也是风电发电机的发展趋势之一。风力机的直驱化也是当前的一个热点趋势。目前大多风电系统发电机与风轮并不是直接相连，而是通过变速齿轮相连，这种机械装置不仅降低了系统的效率，增加了系统的成本，而且容易出现故障，是风力发电急需解决的瓶颈问题。直驱式风力发电机可以直接与风轮相连，增加了系统的稳定性，同时增大了电机的体积和设计制造以及控制的难度。直驱型风力发电系统是采用风轮直接驱动多极低速永磁同步发电机发电，通过功率变换电路将电能转换后并入电网，相对于双馈型发电系统，直驱式发电机采用较多的极对数，使得在转速较低时，发电机定子电压输出频率仍然比较高，完全可以在电机的额定等级下工作，并且其定子输出电压通过变流器后再和电网相接，定子频率变化并不会影响电网频率。在直驱风力发电系统中风机与发电机直接耦合，省去了传统风力发电系统中的国内难以自主生产且故障率较高的齿轮箱这一部件，减少了发电机的维护工作，并且降低了噪音。另外其不需要电励磁装置，具有重量轻、效率高、可靠性好的优点。

 直驱永磁发电机与双馈异步发电机技术相比，由于不需要转子励磁，没有增速齿轮箱，效率要比双馈发电机高出20%以上，年发电量要比同容量的双馈机型高；增速齿轮箱故障较高，维护保养成本高，直驱永磁发电机不需要齿轮箱，易于维修保养；直驱永磁发电机采用全功率的交-直-交变频技术，与电网隔离，具有低电压穿越能力，对电网友好；