永磁直驅(qū)式風機一種風機設(shè)備01介紹發(fā)電機優(yōu)點機械傳動系統(tǒng)制動系統(tǒng)風機分類比較目錄0305020406基本信息永磁直驅(qū)式風機，是一種風機設(shè)備，國內(nèi)風力發(fā)電機主要包括永磁直驅(qū)風機和雙饋風機兩種。直驅(qū)型永磁風力發(fā)電機組是近幾年推出的最新技術(shù)產(chǎn)品，主要針對傳統(tǒng)型風機的弱點，全面進行了技術(shù)升級和改進，具有十分顯著的技術(shù)優(yōu)勢，其最大的特點是風輪與發(fā)電機轉(zhuǎn)子直聯(lián)。介紹介紹直驅(qū)型永磁風力發(fā)電機組主要針對傳統(tǒng)型風機的弱點，全面進行了技術(shù)升級和改進，具有十分顯著的技術(shù)優(yōu)勢，其最大的特點是風輪與發(fā)電機轉(zhuǎn)子直聯(lián)。以某新一代2.5MW直驅(qū)式風力發(fā)電機組為例展示永磁直驅(qū)式風機的結(jié)構(gòu)、原理。2.5MW直驅(qū)型永磁風力發(fā)電機組主要由風輪、永磁同步發(fā)電機、機架及偏航系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、變流器、空－空循環(huán)冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、變壓器、中央監(jiān)控系統(tǒng)、塔架、機艙等組成。

圖1機械傳動系統(tǒng)系統(tǒng)及機架風輪機械傳動系統(tǒng)風輪風輪在7～14.5r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行變速運動，葉片采用獨立變槳技術(shù)，由直流或交流電機驅(qū)動，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，提供最佳能量產(chǎn)出。其主要包括葉片、輪轂、變槳系統(tǒng)、導流罩等，如圖2所示。圖2系統(tǒng)及機架2.5MW直驅(qū)型永磁風力發(fā)電機組采用主動偏航對風，機艙后部配有一套傳感器———風速計和風向標?？刂破鞲鶕?jù)其傳遞的信號，控制6個偏航驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動機艙自動反饋對準主風向，偏離角度小于5°，以保證最大的能量產(chǎn)出，并同時避免由于傾斜入流引起的附加負載。發(fā)電機發(fā)電機圖3發(fā)電機采用永磁電機，無需電勵磁系統(tǒng)，減少了勵磁損耗，并且減少了碳刷等易損部件，減少了檢修維護工作量、發(fā)電機采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更緊湊，重量減輕。采用密閉空冷系統(tǒng)，冷卻可靠，不受外部環(huán)境影響，有效防止沙塵、鹽霧和水汽對發(fā)電機的侵蝕，確保機組運行可靠。發(fā)電機防護等級為IP54，可以防止沙塵、雨水等進入電機，有效保護電機繞組和磁鋼，保證電機長期安全運行。制動系統(tǒng)制動系統(tǒng)風輪制動系統(tǒng)由空氣制動系統(tǒng)和機械剎車系統(tǒng)組成，具有三重冗余保護概念。(1)主制動系統(tǒng)為空氣制動系統(tǒng)，即通過葉片順槳剎車。(2)在正常制動工況下，機械剎車不投入使用，僅靠葉片順槳進行制動，有效減小制動對傳動系統(tǒng)的沖擊，并提高機械剎車的使用壽命。(3)在1只葉片的變槳裝置均失效的情況下，其余2只葉片順槳仍然能使機組減速，確保機組安全。(4)在發(fā)電機定軸上安裝了2個盤式制動器(常開式)，構(gòu)成機械剎車系統(tǒng)，剎車片具有磨損自檢測及報警功能。機組進入緊急剎車程序時，首先葉片以8°/s的速率快速順槳至90°，使風輪轉(zhuǎn)速迅速降低，當轉(zhuǎn)速降至1r/min時再投入機械剎車聯(lián)合作用將轉(zhuǎn)速降至零。(5)在電機內(nèi)部安裝了1個液壓轉(zhuǎn)子鎖定裝置，用于風機運行條件限制和維護時使用。優(yōu)點優(yōu)點直驅(qū)式風力發(fā)電機組具有以下幾個顯著的特點：(1)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，大幅提高了整機的可靠性，機組的可利用率高，因而機組發(fā)電量提高。(2)傳動效率高，傳動鏈短，永磁發(fā)電機無勵磁損耗，機組運行效率提高，再次提高了發(fā)電量。(3)運行成本低，傳動鏈短，無薄弱環(huán)節(jié)，大幅降低了機組的故障率，發(fā)電機無碳刷滑環(huán)，免維護，大幅減少了維修維護費用。(4)低轉(zhuǎn)速，機組在低轉(zhuǎn)速下運行，沒有高速轉(zhuǎn)動部件，從而優(yōu)化了機組的運行工況，提高了機組運行壽命，降低了噪音，進一步提高整機可靠性。(5)控制技術(shù)先進，變速變槳距恒頻控制，最大限度地捕獲風能，尤其在低風速時性能更優(yōu)越，機組具有更為優(yōu)化的功率曲線。并實現(xiàn)與電網(wǎng)的柔性連接，有效降低機組的載荷，改善風機運行工況，減少對機組和電網(wǎng)的沖擊。(6)全功率變頻，電能品質(zhì)高。(7)具有低電壓穿越功能。直驅(qū)式風機的技術(shù)出現(xiàn)較晚，但隨著風機技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，隨著單機容量的提升，直驅(qū)式機組的裝機規(guī)模不斷擴大，在去年已達新裝機總量的25%以上。風機分類比較風機分類比較國內(nèi)風力發(fā)電機主要包括永磁直驅(qū)風機和雙饋風機兩種。兩者的最大區(qū)別在于不同的傳動、發(fā)電結(jié)構(gòu)。以下通過分析風機的主要結(jié)構(gòu)特性來比較兩者的優(yōu)劣勢：相較于雙饋式電機，永磁直驅(qū)風機更能適應低風速，且能耗較少、后續(xù)維護成本低。此外，永磁直驅(qū)風機的應用對于我國具有更加重要的意義，我國低風速的三類風區(qū)占到全部風能資源的50%左右，更適合使用永磁直驅(qū)式風電機組。綜合來看，永磁直驅(qū)風機將是我國風力發(fā)電機未來發(fā)展趨勢。我國企業(yè)擁有直驅(qū)風機的自主知識產(chǎn)權(quán)，結(jié)合《關(guān)于風電建設(shè)管理有關(guān)要求的通知》中風機國產(chǎn)化率要求及我國風機應用領(lǐng)域逐步擴展至低風速區(qū)域的要求，我們預計，我國永