風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分類及各自特點(diǎn)

     “高壓風(fēng)力發(fā)電機(jī)”――風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出端電壓為10~20kV，甚至40kV，可省掉風(fēng)機(jī)的升壓變壓器直接并網(wǎng)。它與直驅(qū)型，永磁體磁極結(jié)構(gòu)一起組成的同步發(fā)電機(jī)總體方案，是目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)中一種很有發(fā)展前途的機(jī)型。

    “低壓風(fēng)力發(fā)電機(jī)”――輸出端電壓為1kV 以下，目前市面上大多為此機(jī)型。

     (10) 如根據(jù)風(fēng)機(jī)的額定功率化分，一般可分為：

    微型機(jī)：10 kW 以下

    小型機(jī)：10 kW 至100 kW

    中型機(jī)：100 kW 至1000 kW

    大型機(jī)：1000 kW 以上（MW 級(jí)風(fēng)機(jī)）

    12. 直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)

    永磁同步發(fā)電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需勵(lì)磁繞組、效率高的特點(diǎn)而在中小型風(fēng)

    力發(fā)電機(jī)中應(yīng)用廣泛，隨著高性能永磁材料制造工藝的提高，大容量的風(fēng)力發(fā)電

    系統(tǒng)也傾向于使用永磁同步發(fā)電機(jī)。永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常用于變速恒頻的風(fēng)力發(fā)

    電系統(tǒng)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由風(fēng)力機(jī)直接拖動(dòng)，所以轉(zhuǎn)速很低。由于去掉了增速齒輪箱，增加了機(jī)組的可靠性和壽命；利用許多高性能的永磁磁鋼組成磁極，不像電勵(lì)磁同步電機(jī)那樣需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大的勵(lì)磁繞組，提高了氣隙磁密和功率密度，在同功率等級(jí)下，減小了電機(jī)體積。

    永磁同步發(fā)電機(jī)從結(jié)構(gòu)上分有外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子之分。

    對(duì)于典型的外轉(zhuǎn)子永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子內(nèi)圓上有高磁能積永磁材料拼貼而成的磁極，內(nèi)定子嵌有三相繞組。外轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)，使得能有更多的空間安置永磁磁極，同時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力，使得磁極的固定更加牢固。

    由于轉(zhuǎn)子直接暴露在外部，所以轉(zhuǎn)子的冷卻條件較好。外轉(zhuǎn)子存在的問(wèn)題是主要發(fā)熱部件定子的冷卻和大尺寸電機(jī)的運(yùn)輸問(wèn)題。

    內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步發(fā)電機(jī)內(nèi)部為帶有永磁磁極、隨風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，外部為定子鐵心。除具有通常永磁電機(jī)所具有的優(yōu)點(diǎn)外，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)能夠利用機(jī)座外的自然風(fēng)條件，使定子鐵心和繞組的冷卻條件得到了有效改善，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)的氣流對(duì)定子也有一定的冷卻作用。另外，電機(jī)的外徑如果大于4m，往往會(huì)給運(yùn)輸帶來(lái)一些困難。很多風(fēng)電場(chǎng)都是設(shè)計(jì)在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，從電機(jī)出廠到安裝地，很可能會(huì)經(jīng)過(guò)一些橋梁和涵洞，如果電機(jī)外徑太大，往往就不能順利通過(guò)。內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)降低了電機(jī)的尺寸，往往給運(yùn)輸帶來(lái)了方便。

    內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步發(fā)電機(jī)中，常見(jiàn)有四種形式的轉(zhuǎn)子磁路，分別為徑向式、切向式、和軸向式。相對(duì)其它轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)而言，徑向磁化結(jié)構(gòu)因?yàn)榇艠O直接面對(duì)氣隙，具有小的漏磁系數(shù)，且其磁軛為一整塊導(dǎo)磁體，工藝實(shí)現(xiàn)方便；而且徑向磁化結(jié)構(gòu)中，氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度接近永磁體的工作點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度，雖然沒(méi)有切向結(jié)構(gòu)那么大的氣隙磁密，但也不會(huì)太低，所以徑向結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)越性，也是大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)。