风力发电机分类及特点

1、了解风电机组的分类和特性、李少龙、风电机组的分类介绍双馈和直接驱动风力发电机，根据风力发电机形态分类，(1)垂直轴风力发电机垂直轴风力涡轮机垂直轴风力涡轮机根据形成转矩的机理分为阻力型和升力型。阻力型气动效率比升力型小得多，所以今天大型并网垂直轴风力发电机的风轮都是升力型。阻力型风轮扭矩是两侧物体阻力徐璐不同形成的，代表性的是大型风力涡轮机不使用的风流。风力发电机风力发电机的轴垂直安装在底部，是垂直轴风力涡轮机，可以向任何方向旋转为水平风力。下图显示了四个风力涡轮机。升力型风力发电机扭矩由叶片的升力提供，是垂直轴风力发电机的主流。特别是，当这个风力涡轮叶片的主要载荷是离心力时，叶片具有轴向力，

2、没有弯矩，叶片结构最轻。水平轴(风力涡轮机)风力涡轮机是指风力涡轮机轴基本上平行于垂直地面的塔。水平轴风力机机舱的主要设备有主传动轴、齿轮箱、发电机、制动装置、机架、控制装置等。水平轴风力机的风力机轴与风向平行，风能利用系数高，技术非常成熟，水平轴风力机是目前使用最广泛的风力涡轮机。水平轴风力发电机、水平风力涡轮机机舱结构和设备布置、大型风力涡轮机的柱形塔主要采用钢筋混凝土结构或铁制结构，但钢塔运输困难，现场制造的混凝土塔越来越多。塔有安装发电机的电源线、控制信号线等，塔底有塔门，塔内有多层，层间有直梯，人员上下方便。根据荷兰风车，是否有分类，目前市场的主流变速螺距恒频风力发电机技术分为双馈和

3、直接驱动两类。双馈变速变桨距恒频技术的主要特点是风力发电机变速变桨距运行，传动系统是齿轮箱生长和双馈刘涛发电机并网。直接驱动变速螺距恒频技术采用风力涡轮机和发电机直接结合的驱动方式，发电机采用多极同步电动机，通过整个功率变频装置连接。直接驱动器技术的最大特点是更高的可靠性和效率。双馈风力发电机有齿轮箱，风力涡轮机通过变速操作最大限度地吸收风力发电机的功率，提高风力发电机运行效率，大容量变速恒频风力发电系统是风力发电技术的主流方向，使用双馈刘涛发电机的变速恒频风力发电机仍然是当前的主流模式。双馈刘涛发电机的优点是由多级齿轮箱驱动的刷双馈刘涛发电机。该发电机转速快，扭矩小，重量轻，体积小，转换器容

4、量小。双馈风力发电机的缺点是，如果想让风轮的速度与发电机的速度相匹配，就必须在风轮和发电机之间使用变速箱连接，这增加了装置的总成本。变速箱噪音大，故障率高，需要定期检修，机械损失增加。单元中使用的双向逆变电源结构和控制复杂。刷子和滑环之间还有机械磨损。双馈风力发电机基本结构图，双馈风力涡轮机一般为4极或6极，2MW以下发电机为4极，2MW以上发电机为6极，本节介绍了4极发电机，定子铁芯和转子芯都用硅钢片叠在一起，图1为定子铁芯和转子芯的打孔。三相交流绕组嵌入定子铁芯的插槽，三相绕组缠绕四极，连接星形。下图显示了内置三相绕组的定子。如果绕组连接到三相交流电源，定子内就可以产生旋转磁场。定子固定在

5、机座内，机器底座外壳有通风孔，便于电机冷却，在轴上安装三个集电极环，在三个集电极环之间徐璐绝缘环和轴之间。转子绕组的三条引线通过轴的凹槽连接到三个集电极箱。安装两个轴类风扇，用于冷却发电机，即轴的整个旋转部分(转子)。双馈刘涛发电机剖面，双馈刘涛发电机通过电力电子转换器连接到电网，具有两组固定、转子绕组的双馈刘涛发电机(DFIG)，定子接入电网，转子如下图所示。在风力发电中使用交流励磁双馈风力发电计划，可以获得以下优良性能：(1)调整励磁电流的频率，可以实现不同速度下的恒定频率发展，满足电力负荷和并网要求的变速恒频运行。这可以从能源最大化等角度调节速度，提高发电机组的经济效率。(2)通过调节励

6、磁电流的有效成分和无效成分，可以独立调节发电机的有效功率和无功功率。这不仅可以调整电网的功率因数，补偿电网无功需求，还可以提高电力系统的静态和动态性能。(3)通过交流励磁，发电机和电力系统构成了“灵活连接”。也就是说，可以根据电网的电压、电流、发电机的速度调整励磁电流，精确调节发电机输出电压，满足要求。(4)控制系统是在转子电路上实现的，因此通过转子电路的功率是由交流励磁发电机速度运行范围决定的滑动功率，仅是功率比的一部分，大大减少了变频器的容量，降低了变频器的成本。双馈恒频风力发电系统结构方框图、无直接驱动风力发电机齿轮箱、直接驱动风力发电机、风力直接驱动发电机，即多极马达和叶轮直接连接驱动

7、的方式，消除了称为齿轮箱的现有零件。变速箱现在是兆瓦级风力发电机过载、早期损坏率高的部件，因此没有变速箱的直接驱动风力发动机在低风速下具有高效率、低噪音、高水位、降低单位体积、降低运行维护费用等诸多优点。直接驱动风力发电系统大部分没有励磁控制，使用永磁同步发电机发电，电机运行速度范围大，电机功率密度大，尺寸小。随着永磁材料价格的持续下降、永磁材料性能的提高和新型永磁材料的出现，在大、中、低、高可靠性、宽变速范围的发展系统中得到了越来越广泛的应用。如直接驱动变速固定频率(DDVSCF)风力发电系统框图所示，风力发电轮直接与同步发电机相连，不需要升速齿轮箱。首先，将风力转换为频率、振幅都变化的三相

8、交流电，通过整流转换为直流电，然后通过逆变器将恒定频率的三相交流电集成到电网中。通过中间功率电子转换器链路，控制系统有效功率和无功功率，跟踪最大功率，利用最大效率风能。直接驱动风力发电系统方框图也有缺点，因为直接驱动风力发电机没有齿轮箱，低速风轮直接连接到发电机，各种有害冲击负载也都被发电机系统推动，对发电机的要求很高。与此同时，为了提高发展效率，发电机的极数很大，一般在100极左右，发电机的结构变得很复杂，体积大，需要对整个机器吊装裴珉姬进行维修。直接驱动风力发电机的优点是：1)随着部件和系统数量的减少，服务工作大大减少。2)最近开发的直接驱动器模型大部分是永磁同步发电机，不需要刺激电源，传输链路小，损失小，风能利用率高。3)移动部件少，磨损等引起的故障率低，可靠性高。4)全功率变频器联网，并网，解决方案方便。5)使用全功率逆变输出功率可完全控制，如果是永磁发电机，则可独立于电网运行。直接驱动永磁风力发电机基本结构，将缠绕线圈的定子安装在底座的机架上，部分切断定子以显示转子结构。将装有永磁极的内部转子安装在机座的轴上，比较了双馈风力涡轮机和直接驱动风力发电机的特性，模型和特性双馈风力发电机永磁直接驱动风力发电机系统裴珉姬维修成本高(齿轮箱故障多)低系统价格高系统效率高的电控系统体积大变流量容