100kW 永磁直驅風力發電機組研制概況

　　3.1 發電機及傳動方式
　　該100kW 風力發電機組采用永磁同步發電機，具有很強的低電壓穿越能力，適合電網對風電機組的要求。
　　傳動采用直驅方式，減少了用戶對機組的維護。發電機軸直接連接到機組主軸上，風輪旋轉驅動永磁發電機，高效且低維護；風輪轉速隨風速而改變，通過調節槳距角改變切入的風力大小，從而可以主動實現功率和轉速的控制。
　　考慮到安裝環境對風電機組運行噪聲的要求，定子采用斜槽和分數槽設計，既降低運行噪音，也減小啟動阻力矩。電機軸采用大直徑空心軸形式，具有結構簡單、強度高、重量輕、扭矩大等特點，結構如下圖4。
　　3.2 偏航機構
　　機組設計為上風向，可以滿足圓管等各種塔架結構，同時為了減少機組空間，采用電動偏航方式。偏航系統主要包括偏航電機及驅動、偏航軸承及阻尼等。
　　偏航系統接受風向風速傳感器的信息，由控制系統自動控制機艙對風調向，使風輪始終處于迎風工作狀態，最大程度的利用風能，輸出最佳功率。
　　偏航系統根據風速情況還可以實現小風主動解纜、大風避風保護。

　　3.3 變槳機構
　　變槳距型風電機組通過主動調節葉片的槳距角，使風電機組在啟動、運行等各種工況下按最佳參數運行，既滿足了最佳功率輸出工作區的運行，又保證高風速下不超載運行。
　　變槳系統是大中型風電機組的重要機構，本機組采用電動變槳。變槳機構由變槳電機、絲杠螺母、連桿、軸承和彈簧等組成，三個葉片由一套驅動系統控制。正常動作時通過電機正反轉驅動絲杠螺母前后移動，帶動連桿旋轉使葉片變槳。
　　額定轉速以下時不調節槳距角，進行機組最大功率的跟蹤控制；額定轉速以上時調節槳距角保持轉速的穩定，調節時綜合參考風速的變化趨勢。根據系統運行狀態和功率調節算法計算輸出要調整的葉片角度，變槳驅動器驅動減速電機，閉合電磁離合器連接絲杠傳動機構，驅動三個葉片同時轉動旋轉，調整葉片的迎風角度。變距角度檢測采樣雙高速脈沖反饋給驅動系統，進行閉環調節控制。
　　3.4 保護機構
　　保護機構對于機組的安全運行至關重要，尤其是掉電時的保護。本機組配備了掉電順槳保護和機械斷電剎車兩套保護系統，在系統掉電的時候彈簧帶動絲桿實現掉電順槳，同時自動進行斷電機械剎車，雙重保護確保風電機組的絕對安全。
　　3.5 控制系統