風(fēng)力發(fā)電機(jī)分類(lèi)及特點(diǎn)

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)分類(lèi)及特點(diǎn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)分類(lèi)及特點(diǎn)李少龍李少龍2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院o了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分類(lèi)了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分類(lèi)o雙饋式和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)介紹雙饋式和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)介紹2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院按照風(fēng)輪形式分類(lèi)按照風(fēng)輪形式分類(lèi) （1 1）垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組）垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 垂直軸風(fēng)輪按形成轉(zhuǎn)矩的機(jī)理分為阻力型和升力型。垂直軸風(fēng)輪按形成轉(zhuǎn)矩的機(jī)理分為阻力型和升力型。阻力型的氣動(dòng)力效率遠(yuǎn)小于升力型，故當(dāng)今大型并網(wǎng)型垂阻力型的氣動(dòng)力效率遠(yuǎn)小于升力型，故當(dāng)今

2、大型并網(wǎng)型垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪全部為升力型。直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪全部為升力型。 阻力型的風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩是由兩邊物體阻力不同形成的，其阻力型的風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩是由兩邊物體阻力不同形成的，其典型代表是風(fēng)杯，大型風(fēng)力機(jī)不用。典型代表是風(fēng)杯，大型風(fēng)力機(jī)不用。 2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院風(fēng)杯式風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的軸垂直于地面安裝，是垂直軸風(fēng)力機(jī)，任何方風(fēng)杯式風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的軸垂直于地面安裝，是垂直軸風(fēng)力機(jī)，任何方向的水平風(fēng)力都可以使它旋轉(zhuǎn)向的水平風(fēng)力都可以使它旋轉(zhuǎn) ，下圖為四個(gè)風(fēng)杯的風(fēng)力機(jī)。下圖為四個(gè)風(fēng)杯的風(fēng)力機(jī)。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣

3、工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 升力型的風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩由葉片的升力提供，是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主升力型的風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩由葉片的升力提供，是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主流，尤其是風(fēng)輪像打蛋形的最流行，當(dāng)這種風(fēng)輪葉片的主導(dǎo)載荷是流，尤其是風(fēng)輪像打蛋形的最流行，當(dāng)這種風(fēng)輪葉片的主導(dǎo)載荷是離心力時(shí)，葉片只有軸向力而沒(méi)有彎矩，葉片結(jié)構(gòu)最輕。離心力時(shí)，葉片只有軸向力而沒(méi)有彎矩，葉片結(jié)構(gòu)最輕。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 水平軸（風(fēng)輪）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，是指風(fēng)輪軸線(xiàn)基本與地面平水平軸（風(fēng)輪）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，是指風(fēng)輪軸線(xiàn)基本與地面平行安置在垂直地面的塔架上。水平軸風(fēng)力

4、發(fā)電機(jī)機(jī)艙里主要設(shè)行安置在垂直地面的塔架上。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙里主要設(shè)備有主傳動(dòng)軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、剎車(chē)裝置、機(jī)架、控制設(shè)備備有主傳動(dòng)軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、剎車(chē)裝置、機(jī)架、控制設(shè)備等。等。 水平軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行，其風(fēng)能利用系數(shù)高，水平軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行，其風(fēng)能利用系數(shù)高，技術(shù)非常成熟，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的風(fēng)力發(fā)技術(shù)非常成熟，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。電機(jī)。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院水平風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙結(jié)構(gòu)與設(shè)備布置圖水平風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙結(jié)構(gòu)

5、與設(shè)備布置圖 2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 大型風(fēng)力機(jī)的管柱型大型風(fēng)力機(jī)的管柱型塔架主要采用鋼筋混凝塔架主要采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，但鋼土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，但鋼塔架運(yùn)輸困難，可現(xiàn)場(chǎng)塔架運(yùn)輸困難，可現(xiàn)場(chǎng)制作的混凝土塔架用得制作的混凝土塔架用得越來(lái)越多。塔架內(nèi)敷設(shè)越來(lái)越多。塔架內(nèi)敷設(shè)有發(fā)電機(jī)的電力電纜、有發(fā)電機(jī)的電力電纜、控制信號(hào)電纜等，塔底控制信號(hào)電纜等，塔底有塔門(mén)，塔架內(nèi)分若干有塔門(mén)，塔架內(nèi)分若干層，層間有直梯便于人層，層間有直梯便于人員上下。員上下。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程

6、與自動(dòng)化學(xué)院荷蘭風(fēng)車(chē)荷蘭風(fēng)車(chē)2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院按照有無(wú)齒輪箱分類(lèi)按照有無(wú)齒輪箱分類(lèi) 目前，市場(chǎng)上主流的變速變槳恒頻型風(fēng)電機(jī)組技術(shù)分為雙饋式目前，市場(chǎng)上主流的變速變槳恒頻型風(fēng)電機(jī)組技術(shù)分為雙饋式和直驅(qū)式兩大類(lèi)。和直驅(qū)式兩大類(lèi)。 雙饋式變槳變速恒頻技術(shù)的主要特點(diǎn)是采用了風(fēng)輪可變速變槳雙饋式變槳變速恒頻技術(shù)的主要特點(diǎn)是采用了風(fēng)輪可變速變槳運(yùn)行，傳動(dòng)系統(tǒng)采用齒輪箱增速和雙饋異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。運(yùn)行，傳動(dòng)系統(tǒng)采用齒輪箱增速和雙饋異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。 直驅(qū)式變速變槳恒頻技術(shù)采用了風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)直接耦合的傳動(dòng)直驅(qū)式變速變槳恒頻技術(shù)采用了風(fēng)輪與發(fā)

7、電機(jī)直接耦合的傳動(dòng)方式，發(fā)電機(jī)多采用多極同步電機(jī)，通過(guò)全功率變頻裝置并網(wǎng)。方式，發(fā)電機(jī)多采用多極同步電機(jī)，通過(guò)全功率變頻裝置并網(wǎng)。直驅(qū)技術(shù)的最大特點(diǎn)是可靠性和效率都進(jìn)一步得到了提高。直驅(qū)技術(shù)的最大特點(diǎn)是可靠性和效率都進(jìn)一步得到了提高。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)有齒輪箱雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)有齒輪箱 風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用變速運(yùn)行可使風(fēng)力機(jī)最大限度的吸收風(fēng)能，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用變速運(yùn)行可使風(fēng)力機(jī)最大限度的吸收風(fēng)能，提高風(fēng)力機(jī)運(yùn)行效率，大容量的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行效率，大容量的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電

8、技術(shù)的主流方向，采用雙饋異步發(fā)電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仍是目的主流方向，采用雙饋異步發(fā)電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仍是目前的主流機(jī)型。前的主流機(jī)型。 雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是：雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是： 采用了多級(jí)齒輪箱驅(qū)動(dòng)有刷雙饋式異步發(fā)電機(jī)。它的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)采用了多級(jí)齒輪箱驅(qū)動(dòng)有刷雙饋式異步發(fā)電機(jī)。它的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，重量輕，體積小，變流器容量小。速高，轉(zhuǎn)矩小，重量輕，體積小，變流器容量小。 雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的缺點(diǎn)是：雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的缺點(diǎn)是： 為了讓風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速相匹配，必須在風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)為了讓風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速相匹配，必須在風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)之間用齒輪箱來(lái)聯(lián)接，

9、這就增加了機(jī)組的總成本；而齒輪箱噪音大、之間用齒輪箱來(lái)聯(lián)接，這就增加了機(jī)組的總成本；而齒輪箱噪音大、故障率高、需要定期維護(hù)，并且增加了機(jī)械損耗；機(jī)組中采用的雙故障率高、需要定期維護(hù)，并且增加了機(jī)械損耗；機(jī)組中采用的雙向變頻器結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜；電刷和滑環(huán)間也存在機(jī)械磨損。向變頻器結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜；電刷和滑環(huán)間也存在機(jī)械磨損。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般采用雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般采用4 4極或極或6 6極，極，2MW2MW以下的發(fā)電機(jī)多采用以下的發(fā)電機(jī)多采用4 4極，極，

10、2MW2MW以上的發(fā)電機(jī)多采用以上的發(fā)電機(jī)多采用6 6極，本節(jié)介紹的是極，本節(jié)介紹的是4 4極發(fā)電機(jī)，定子鐵極發(fā)電機(jī)，定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心都由硅鋼片疊成，圖心與轉(zhuǎn)子鐵心都由硅鋼片疊成，圖1 1是定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心的沖片。是定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心的沖片。 2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 在定子鐵芯的槽內(nèi)嵌放著三相交流繞組，三相繞組按在定子鐵芯的槽內(nèi)嵌放著三相交流繞組，三相繞組按4 4極繞制，連極繞制，連接成星形，下圖是嵌有三相繞組的定子。當(dāng)繞組接入三相交流電源接成星形，下圖是嵌有三相繞組的定子。當(dāng)繞組接入三相交流電源就可在定子內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

11、。就可在定子內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院定子固定在機(jī)座內(nèi)，機(jī)座外殼上有通風(fēng)孔，便于電機(jī)散熱定子固定在機(jī)座內(nèi)，機(jī)座外殼上有通風(fēng)孔，便于電機(jī)散熱 2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 在轉(zhuǎn)軸上安裝三個(gè)集電環(huán)，三個(gè)集電環(huán)之間，環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間都是在轉(zhuǎn)軸上安裝三個(gè)集電環(huán)，三個(gè)集電環(huán)之間，環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間都是互相絕緣的，轉(zhuǎn)子繞組的三根引出端線(xiàn)通過(guò)轉(zhuǎn)軸的凹槽連接到三個(gè)互相絕緣的，轉(zhuǎn)子繞組的三根引出端線(xiàn)通過(guò)轉(zhuǎn)軸的凹槽連接到三個(gè)集電滑環(huán)上。在轉(zhuǎn)軸上安裝兩個(gè)軸流風(fēng)扇用于發(fā)電機(jī)散熱，發(fā)

12、電機(jī)集電滑環(huán)上。在轉(zhuǎn)軸上安裝兩個(gè)軸流風(fēng)扇用于發(fā)電機(jī)散熱，發(fā)電機(jī)整個(gè)旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）。整個(gè)旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院雙饋異步發(fā)電機(jī)剖視圖雙饋異步發(fā)電機(jī)剖視圖 2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)組是具有定、轉(zhuǎn)子兩套繞組的雙饋型異步發(fā)電雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)組是具有定、轉(zhuǎn)子兩套繞組的雙饋型異步發(fā)電機(jī)（機(jī)（DFIGDFIG），定子接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子通過(guò)電力電子變換器與電網(wǎng)相連，），定子接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子通過(guò)電力電子變換器與電網(wǎng)相連，如下圖所示。如下圖所示。 在風(fēng)

13、力發(fā)電中采用交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電方案，可以獲得以下優(yōu)在風(fēng)力發(fā)電中采用交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電方案，可以獲得以下優(yōu)越的性能：越的性能： (1) (1)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的頻率可以在不同的轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)恒頻發(fā)電，滿(mǎn)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的頻率可以在不同的轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)恒頻發(fā)電，滿(mǎn)足用電負(fù)載和并網(wǎng)的要求，即變速恒頻運(yùn)行。這樣可以從能量最大足用電負(fù)載和并網(wǎng)的要求，即變速恒頻運(yùn)行。這樣可以從能量最大利用等角度去調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，提高發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。利用等角度去調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，提高發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。 (2) (2)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的有功分量和無(wú)功分量，可以獨(dú)立調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的有功分量和無(wú)功分量，可以獨(dú)立調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的有功功率和無(wú)功功率。這

14、樣不但可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)，補(bǔ)償?shù)挠泄β屎蜔o(wú)功功率。這樣不但可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)，補(bǔ)償電網(wǎng)的無(wú)功需求，還可以提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。電網(wǎng)的無(wú)功需求，還可以提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院(3)(3)由于采用了交流勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)構(gòu)成了由于采用了交流勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)構(gòu)成了“柔性連接柔性連接”，即可，即可以根據(jù)電網(wǎng)電壓、電流和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，精確的調(diào)以根據(jù)電網(wǎng)電壓、電流和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，精確的調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓，使其能滿(mǎn)足要求。節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓，使其能滿(mǎn)足要求。

15、(4)(4)由于控制方案是在轉(zhuǎn)子電路實(shí)現(xiàn)的，而流過(guò)轉(zhuǎn)子電路的功率是由交流由于控制方案是在轉(zhuǎn)子電路實(shí)現(xiàn)的，而流過(guò)轉(zhuǎn)子電路的功率是由交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍所決定的轉(zhuǎn)差功率，它僅僅是額定功率勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍所決定的轉(zhuǎn)差功率，它僅僅是額定功率的一小部分，這樣就大大降低的一小部分，這樣就大大降低了變頻器的容量，減少了變頻器的成了變頻器的容量，減少了變頻器的成本。本。雙饋式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖雙饋式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)齒輪箱直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)齒輪箱 直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)

16、，是一種由風(fēng)力直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，亦稱(chēng)無(wú)齒輪直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，是一種由風(fēng)力直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，亦稱(chēng)無(wú)齒輪風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)電機(jī)采用多極電機(jī)與葉輪直接連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)電機(jī)采用多極電機(jī)與葉輪直接連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式，免去齒輪箱這一傳統(tǒng)部件。由于齒輪箱是目前在兆瓦級(jí)風(fēng)力方式，免去齒輪箱這一傳統(tǒng)部件。由于齒輪箱是目前在兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)中屬易過(guò)載和過(guò)早損壞率較高的部件，因此，沒(méi)有齒輪箱的發(fā)電機(jī)中屬易過(guò)載和過(guò)早損壞率較高的部件，因此，沒(méi)有齒輪箱的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，具備低風(fēng)速時(shí)高效率、低噪音、高壽命、減小直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，具備低風(fēng)速時(shí)高效率、低噪音、高壽命、減小機(jī)組體積、降低運(yùn)行維護(hù)成本等諸多優(yōu)點(diǎn)。機(jī)

17、組體積、降低運(yùn)行維護(hù)成本等諸多優(yōu)點(diǎn)。 直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)大多都使用永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，無(wú)需勵(lì)磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)大多都使用永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，無(wú)需勵(lì)磁控制，電機(jī)運(yùn)行速度范圍寬、電機(jī)功率密度高、體積小。隨著永磁控制，電機(jī)運(yùn)行速度范圍寬、電機(jī)功率密度高、體積小。隨著永磁材料價(jià)格的持續(xù)下降、永磁材料性能的提高以及新的永磁材料的出材料價(jià)格的持續(xù)下降、永磁材料性能的提高以及新的永磁材料的出現(xiàn)，在大、中、小功率、高可靠性、寬變速范圍的發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)，在大、中、小功率、高可靠性、寬變速范圍的發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛。的越來(lái)越廣泛。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電

18、氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 直接驅(qū)動(dòng)式變速恒頻（直接驅(qū)動(dòng)式變速恒頻（DDVSCFDDVSCF）風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)框圖如圖所示，）風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)框圖如圖所示，風(fēng)輪與同步發(fā)電機(jī)直接連接，無(wú)需升速齒輪箱。首先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為風(fēng)輪與同步發(fā)電機(jī)直接連接，無(wú)需升速齒輪箱。首先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為頻率、幅值均變化的三相交流電，經(jīng)過(guò)整流之后變?yōu)橹绷鳎缓笸l率、幅值均變化的三相交流電，經(jīng)過(guò)整流之后變?yōu)橹绷?，然后通過(guò)逆變器變換為恒幅恒頻的三相交流電并入電網(wǎng)。通過(guò)中間電力電過(guò)逆變器變換為恒幅恒頻的三相交流電并入電網(wǎng)。通過(guò)中間電力電子變流器環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)最大功子變流器環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)最

19、大功率跟蹤，最大效率利用風(fēng)能。率跟蹤，最大效率利用風(fēng)能。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院永磁同步發(fā)電機(jī)電容電網(wǎng)風(fēng)力機(jī)整流器逆變器直接驅(qū)動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)框圖直接驅(qū)動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)框圖 2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 缺點(diǎn)是：缺點(diǎn)是： 由于直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組沒(méi)有齒輪箱，低速風(fēng)輪直接沒(méi)有齒輪箱，低速風(fēng)輪直接與發(fā)電機(jī)相連接，各種有害與發(fā)電機(jī)相連接，各種有害沖擊載荷也全部由發(fā)電機(jī)系沖擊載荷也全部由發(fā)電機(jī)系統(tǒng)承受，對(duì)發(fā)電機(jī)要求很高。統(tǒng)承受，對(duì)發(fā)電機(jī)要求很高。同時(shí)，

20、為了提高發(fā)電效率，同時(shí)，為了提高發(fā)電效率，發(fā)電機(jī)的極數(shù)非常大，通常發(fā)電機(jī)的極數(shù)非常大，通常在在100100極左右，發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)極左右，發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，體積龐大，變得非常復(fù)雜，體積龐大，需要進(jìn)行整機(jī)吊裝維護(hù)。需要進(jìn)行整機(jī)吊裝維護(hù)。直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：1 1）由于零件和系統(tǒng)的數(shù)量減少，）由于零件和系統(tǒng)的數(shù)量減少，維修工作量大大降低。維修工作量大大降低。2 2）最近開(kāi)發(fā)的直驅(qū)機(jī)型多數(shù)是永）最近開(kāi)發(fā)的直驅(qū)機(jī)型多數(shù)是永磁同步發(fā)電機(jī)，不需要激磁功磁同步發(fā)電機(jī)，不需要激磁功率，傳動(dòng)環(huán)節(jié)少，損失少，風(fēng)率，傳動(dòng)環(huán)節(jié)少，損失少，風(fēng)能利用率高。能利用率高。3 3）運(yùn)動(dòng)部件少，由

21、磨損等引起的）運(yùn)動(dòng)部件少，由磨損等引起的故障率很低，可靠性高。故障率很低，可靠性高。4 4）采用全功率逆變器聯(lián)網(wǎng)，并網(wǎng)、）采用全功率逆變器聯(lián)網(wǎng)，并網(wǎng)、解列方便。解列方便。5 5）采用全功率逆變器輸出功率完）采用全功率逆變器輸出功率完全可控，如果是永磁發(fā)電機(jī)則全可控，如果是永磁發(fā)電機(jī)則可獨(dú)立于電網(wǎng)運(yùn)行?？瑟?dú)立于電網(wǎng)運(yùn)行。2022-3-6課 件第第三三章章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖 把繞好線(xiàn)圈的定子安裝在機(jī)座的機(jī)架上，為顯示轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)將定子把繞好線(xiàn)圈的定子安裝在機(jī)座的機(jī)架上，為顯示轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)將定子剖去一部分。剖去一部分。2022-3-6課