直驱永磁风力发电机取缔了沉沉的增速齿轮箱,,,,,,,,发电机轴直接衔接到叶轮轴上,,,,,,,,转子的转速随风速而扭转,,,,,,,,其互换电的频率也随之变动,,,,,,,,经过置于地面的大功率电力电子变换器,,,,,,,,将频率不定的互换电整流成直流电,,,,,,,,再逆造成与电网同频率的互换电输出。。。。。。
国际先进的无齿轮箱直驱风力发电机,,,,,,,,多沿用低速多极永磁发电机,,,,,,,,并使用一台全功率变频器将频率变动的风电送入电网。。。。。。由于齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机中属于易过载和过早败坏率较高的部件,,,,,,,,因而,,,,,,,,没有齿轮箱的直驱风力发电机,,,,,,,,具备低风速时高效能、低噪声、高寿命、减幼机组体积、降低运行守护成本等诸多利益。。。。。。
直驱驱动式永磁风力发电系统结构如下图所示,,,,,,,,风轮机直接耦合永磁风力发电机,,,,,,,,发电机输出由可控硅整流后,,,,,,,,再经过逆变器将能量发送给电网或蓄电池。。。。。。

图示:直驱驱动式永磁风力发电系统
直驱永磁风力发电机的根基道理,,,,,,,,就是利用风力带头风力机叶片旋转,,,,,,,,拖动直驱永磁发电机的转子旋转,,,,,,,,实现发电。。。。。。直驱永磁风力发电系统和笼型变速恒频风力发电系统类似,,,,,,,,只是所选取的发电机为永磁式发电机,,,,,,,,转子为永磁式结构,,,,,,,,不需表部提供励磁电源,,,,,,,,提高了效能。。。。。。它的变频恒速节造是在定子回路中实现的,,,,,,,,把直驱永磁发电机的变频的互换电通过变频器转变为电网同频的互换电,,,,,,,,实现风力发电的并网,,,,,,,,因而变频器的容量与系统的额定容量一样。。。。。。
直驱系统重要由风力机(这里概括为:叶片、轮毂、导航罩)、变桨机构、机舱、塔筒、偏航机构、永磁同步发电机、风速仪、风向标、变流器、风机总控系统等组成。。。。。。就空间地位而言,,,,,,,,互换器微风机总控系统通常放在塔筒底部,,,,,,,,其余重要部件均位于塔顶。。。。。。系统中能量传递和转换蹊径为:风力机把捕获的流动空气的动能转换为机械能,,,,,,,,直驱系统中的永磁同步发电机把风力机传递的机械能转换为频率和电压随风速变动而变动的不控电能,,,,,,,,变流器把不控的电能转换为频率和电压与电网同步的可控电能并馈入电网,,,,,,,,从而最终实现直驱系统的发电并网节造。。。。。。
系统所选取的发电机为永磁低速发电机,,,,,,,,转子为永磁式结构,,,,,,,,无需表部提供励磁电源,,,,,,,,提高了效能。。。。。。选取永磁发电机可做到风力机与发电机的直接耦合,,,,,,,,省去了齿轮箱,,,,,,,,即为直接驱动式结构,,,,,,,,这样可大大减幼系统运行噪声,,,,,,,,提高靠得住性。。。。。。由于直接耦合,,,,,,,,永磁发电机的转速极度低,,,,,,,,转速通常只有几十r/min,,,,,,,,这样发电机体积较大、成本较高,,,,,,,,因而其发电机的表形有别于传统电机细长表形,,,,,,,,为直径大而轴向长度短的结构,,,,,,,,因电机功率与电机定子内径的平方成正比,,,,,,,,与铁心长度成正比,,,,,,,,这样粗而短的结构还可有效利用其圆周线速度,,,,,,,,转子地位相对于定子即可在内亦可在表,,,,,,,,表转子结构成效会更佳。。。。。。低速其极数必然多,,,,,,,,永磁体可选取切向式,,,,,,,,也可选取径向式。。。。。。消弱谐波含量和采取分数槽、散布绕组。。。。。。适当的永磁结构大局、合理的磁钢厚度和极弧系数以及气隙尺寸等措施,,,,,,,,都能够使发电机体积尽量幼。。。。。。由于低速,,,,,,,,散热问题也必要慎沉思考,,,,,,,,为此,,,,,,,,在设计过程中,,,,,,,,定子电流密度尽量选择较低些,,,,,,,,机座选取散热筋式结构。。。。。。
直驱永磁风力发电机有以下几个方面利益:
1.发电效能高:直驱式风力发电机组没有齿轮箱,,,,,,,,削减了传动损耗,,,,,,,,提高了发电效能,,,,,,,,尤其是在低风速环境下,,,,,,,,成效越发显著。。。。。。
2.靠得住性高:齿轮箱是风力发电机组运行出现故障频率较高的部件,,,,,,,,直驱技术省去了齿轮箱及其附件,,,,,,,,简化了传动结构,,,,,,,,提高了机组的靠得住性。。。。。。同时,,,,,,,,机组在低转速下运行,,,,,,,,旋转部件较少,,,,,,,,靠得住性更高。。。。。。
3.运行及守护成本低:选取无齿轮直驱技术可削减风力发电机组零部件数量,,,,,,,,预防齿轮箱油的定期更换,,,,,,,,降低了运行守护成本。。。。。。
4.电网接入机能优异:直驱永磁风力发电机组的低电压穿越使得电网并网点电压跌落时,,,,,,,,风力发电机组可能在肯定电压跌落的领域内不间断并网运行,,,,,,,,从而维持电网的不变运杏祝。。。。。
直驱型风力发电机组没有齿轮箱,,,,,,,,低速风轮直接与发电机相衔接,,,,,,,,各类有害冲击载荷也全数由发电机系统接受,,,,,,,,对发电机要求很高。。。。。。同时,,,,,,,,为了提高发电效能,,,,,,,,发电机的极数极度大,,,,,,,,通常在100极左右,,,,,,,,发电机的结构变得极度复杂,,,,,,,,体积重大,,,,,,,,必要进行整机吊装守护。。。。。。且永磁资料及稀土的使用增长了一些不确定成分。。。。。。