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  风力发电机分类及特质 李少龙 理解风力发电机的分类 双馈式和直驱式风力发电机先容 遵从风轮花样分类 (1)笔直轴风力发电机组 笔直轴风轮按酿成转矩的机理分为阻力型和升力型。阻力型的气动力成果远小于升力型,故当今大型并网型笔直轴风力机的风轮所有为升力型。 阻力型的风轮转矩是由双方物体阻力分歧酿成的,其类型代外是风杯,大型风力机不消。 升力型的风轮转矩由叶片的升力供给,是笔直轴风力发电机的主流,越发是风轮像打蛋形的最大作,当这种风轮叶片的主导载荷是离心力时,叶片只要轴向力而没有弯矩,叶片构造最轻。 水准轴(风轮)风力发电机组,是指风轮轴线根基与地面平行安顿正在笔直地面的塔架上。水准轴风力发电机机舱里厉重装备有主传动轴、齿轮箱、发电机、刹车安装、机架、限度装备等。 水准轴风力机的风轮转轴与风向平行,其风能应用系数高,身手额外成熟,水准轴风力发电机是目前运用最广博的风力发电机。 大型风力机的管柱型塔架厉重采用钢筋混凝土构造或钢构造,但钢塔架运输穷困,可现场修制的混凝土塔架用得越来越众。塔架内敷设有发电机的电力电缆、限度信号电缆等,塔底有塔门,塔架内分若干层,层间有直梯便于职员上下。 荷兰风车 遵从有无齿轮箱分类 目前,墟市上主流的变速变桨恒频型风电机组身手分为双馈式和直驱式两大类。 双馈式变桨变速恒频身手的厉重特质是采用了风轮可变速变桨运转,传动编制采用齿轮箱增速和双馈异步发电机并网。 直驱式变速变桨恒频身手采用了风轮与发电机直接耦合的传动办法,发电机众采用众极同步电机,通过全功率变频安装并网。直驱身手的最大特质是牢靠性和成果都进一步取得了普及。 双馈式风力发电机有齿轮箱 风力发电机采用变速运转可使风力机最步地限的摄取风能,普及风力机运转成果,大容量的变速恒频风力发电编制是风力发电身手的主流偏向,采用双馈异步发电机的变速恒频风力发电机组仍是目前的主流机型。 双馈式风力发电机组的长处是: 采用了众级齿轮箱驱动有刷双馈式异步发电机。它的发电机的转速高,转矩小,重量轻,体积小,变流器容量小。 双馈式风力发电机组的瑕玷是: 为了让风轮的转速和发电机的转速相成婚,务必正在风轮和发电机之间用齿轮箱来联接,这就增补了机组的总本钱;而齿轮箱噪音大、窒碍率高、需求按期保卫,而且增补了呆板损耗;机组中采用的双向变频器构造和限度庞杂;电刷和滑环间也存正在呆板磨损。 双馈式风力发电机根基构造图 双馈风力发电机大凡采用4极或6极,2MW以下的发电机众采用4极,2MW以上的发电机众采用6极,本节先容的是4极发电机,定子死心与转子死心都由硅钢片叠成,图1是定子死心与转子死心的冲片。 正在定子铁芯的槽内嵌放着三订交流绕组,三相绕组按4极绕制,联贯成星形,下图是嵌有三相绕组的定子。当绕组接入三订交流电源就可正在定子内出现挽救磁场。 定子固定正在机座内,机座外壳上有透风孔,便于电机散热 正在转轴上装配三个集电环,三个集电环之间,环与转轴之间都是彼此绝缘的,转子绕组的三根引出端线通过转轴的凹槽联贯到三个集电滑环上。正在转轴上装配两个轴流电扇用于发电机散热,发电机全面挽救个别(转子)。 双馈异步发电机剖视图 双馈感到发电机组是具有定、转子两套绕组的双馈型异步发电机(DFIG),定子接入电网,转子通过电力电子变换器与电网相连,如下图所示。 正在风力发电中采用调换励磁双馈风力发电计划,能够得到以下良好的本能: (1)安排励磁电流的频率能够正在分歧的转速下杀青恒频发电,知足用电负载和并网的央求,即变速恒频运转。如此能够从能量最大应用等角度去安排转速,普及发电机组的经济效益。 (2)安排励磁电流的有功分量和无功分量,能够独立安排发电机的有功功率和无功功率。如此不单能够安排电网的功率因数,储积电网的无功需求,还能够普及电力编制的静态和动态本能。 (3)因为采用了调换励磁,发电机和电力编制组成了“柔性联贯”,即能够依照电网电压、国家正规彩票app下载电流和发电机的转速来安排励磁电流,无误的安排发电机输出电压,使其能知足央求。 (4)因为限度计划是正在转子电道杀青的,而流过转子电道的功率是由调换励磁发电机的转速运转周围所决意的转差功率,它仅仅是额定功率的一小个别,如此就大大下降了变频器的容量,删除了变频器的本钱。 直驱型风力发电机无齿轮箱 直驱式风力发电机,是一种由风力直接驱动发电机,亦称无齿轮风力带头机,这种发电机采用众极电机与叶轮直接联贯实行驱动的办法,免除齿轮箱这一古板部件。因为齿轮箱是目前正在兆瓦级风力发电机中属易过载和过早损坏率较高的部件,是以,没有齿轮箱的直驱式风力带头机,具备低风速时高成果、低噪音、遐龄命、减小机组体积、下降运转保卫本钱等诸众长处。 直驱式风力发电编制人人都操纵永磁同步发电机发电,无需励磁限度,电机运转速率周围宽、电机功率密度高、体积小。跟着永磁资料价钱的接续降低、永磁资料本能的普及以及新的永磁资料的浮现,正在大、中、小功率、高牢靠性、宽变速周围的发电编制中运用的越来越广博。 直接驱动式变速恒频(DDVSCF)风力发电编制框图如图所示,风轮与同步发电机直接联贯,无需升速齿轮箱。起首将风能转化为频率、幅值均蜕化的三订交流电,经历整流之后变为直流,然后通过逆变器变换为恒幅恒频的三订交流电并入电网。通过中心电力电子变流器合键,对编制有功功率和无功功率实行限度,杀青最大功率跟踪,最大成果应用风能。 瑕玷是: 因为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联贯,种种无益进攻载荷也所有由发电机编制经受,对发电机央求很高。同时,为了普及发电成果,发电机的极数额外大,一般正在100极阁下,发电机的构造变得额外庞杂,体积巨大,需求实行整机吊装保卫。 直驱风力发电机的长处是: 1)因为零件和编制的数目删除,维修职责量大大下降。 2)近来开采的直驱机型众半是永磁同步发电机,不需求激磁功率,传动合键少,耗费少,风能应用率高。 3)运动部件少,由磨损等惹起的窒碍率很低,牢靠性高。 4)采用全功率逆变器联网,并网、解列便利。 5)采用全功率逆变器输出功率所有可控,假如是永磁发电机则可独立于电网运转。 直驱式永磁风力发电机根基构造图 把绕好线圈的定子装配正在机座的机架上,为显示转子构造将定子剖去一个别。 把装有很久磁极的内转子装配正在机座的转轴上 双馈型风力发电机和直驱型风力发电机的特质斗劲 机型和特质 双馈型风力发机组 永磁直驱风力发电机组 统保卫本钱 较高(齿轮箱窒碍众) 低 编制价钱 中 高 编制成果 较高 高 电控编制体积 中 较大 变流其容量 全功率的1/3 全功率变流 变流编制稳固性 中 高 电机滑环 半年换碳刷,两年换滑环 无碳刷,滑环 电机重量 轻 重 电机品种 励磁 正在目前风力发电机中,直驱式风力发电机用的越来越众,正在中小型风力发电机(包含笔直轴风力发电机)都有运用,目前宇宙上最大的水准轴风力发电机即是直驱式的。 * * * * 课 件 第三章 风力发电 电气工程与自愿化学院 风杯式风力机风轮的轴笔直于地面装配,是笔直轴风力机,任何偏向的水准风力都能够使它挽救 ,下图为四个风杯的风力机。 水准轴风力发电机组 水准风力发电机机舱构造与装备陈设图 双馈式变速恒频风力发电编制构造框图 直接驱动式风力发电编制框图 永磁,打算时要思量永磁体退磁题目 * * * 课 件 第三章 风力发电 电气工程与自愿化学院




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