風(fēng)力發(fā)電機知識交流2021/5/91主要內(nèi)容一、風(fēng)力發(fā)電機主要類型二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理三、風(fēng)力發(fā)電機維護要點四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法2021/5/921.籠型異步風(fēng)力發(fā)電機600/125kW雙速風(fēng)力發(fā)電機750kW風(fēng)力發(fā)電機800kW風(fēng)力發(fā)機1MW水冷風(fēng)力發(fā)電機1.5MW全功率變頻風(fēng)力發(fā)電機一、風(fēng)力發(fā)電機主要類型2021/5/93一、風(fēng)力發(fā)電機主要類型2、繞線式雙饋風(fēng)力發(fā)電機1.5MW水冷雙饋1.5MW空空冷雙饋2MW空空冷雙饋3MW水冷雙饋2.5空水冷雙饋3MW水冷雙饋5MW空水冷雙饋2021/5/94一、風(fēng)力發(fā)電機主要類型3.永磁風(fēng)力發(fā)電機

1.5MW直驅(qū)；

2.5MW直驅(qū)；

3MW直驅(qū)；3MW半直驅(qū)整機；3MW高速永磁整機；1.5MW高速永磁整機；2.5MW高速永磁整機。2021/5/951、籠型風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理發(fā)電機通過變壓器直接接入電網(wǎng)。因為籠型異步發(fā)電機只能工作在額定轉(zhuǎn)速之上很窄的范圍內(nèi)，所以通常稱之為恒速風(fēng)力發(fā)電機。

異步發(fā)電機定子由定子鐵心定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承、風(fēng)扇等組成。二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理2021/5/96二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理1、籠型風(fēng)力發(fā)電機工作原理定子由定子繞組、定子鐵心和機座組成。定子繞組是導(dǎo)電部分，有三相繞組，在空間上彼此相差120°電角度，繞組一般是疊繞組，毎相繞組匝數(shù)相同，定子可結(jié)成三角形或星形。2021/5/97二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理1、籠型風(fēng)力發(fā)電機工作原理

定子鐵心是電機的磁路部分，由經(jīng)過沖制的硅鋼片疊成。

定子繞組嵌在定子鐵心槽內(nèi)，嵌線完成進(jìn)行浸漆（主要是真空壓力浸漆），最后熱套在機座內(nèi)進(jìn)行聯(lián)線。2021/5/98二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理1、籠型風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等組成。轉(zhuǎn)子鐵心是電機中的磁路部分，由硅鋼片疊成，安裝在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子繞組采用銅條端環(huán)焊接成籠型結(jié)構(gòu)。2021/5/99二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理1、籠型風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理電機定子繞組接通三相電源后，繞組中有電流通過，在定子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，由于磁場與轉(zhuǎn)子繞組存在相對運動，在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電勢，此感應(yīng)電勢在閉合的轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生電流。電流在磁場中受磁場力作用，便產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速時，為電動機狀態(tài)；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速時，為發(fā)電機狀態(tài)。2021/5/910二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理1、籠型風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理恒速并網(wǎng)運行時，異步發(fā)電機需要從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，這惡化了電網(wǎng)的功率因數(shù)，易使電網(wǎng)無功容量不足，影響電壓的穩(wěn)定性.為此，一般在發(fā)電機組和電網(wǎng)之間配備適當(dāng)容量的并聯(lián)補償電容器組以補償無功。2021/5/911二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理1、籠型風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理優(yōu)點：由于籠型異步發(fā)電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低且可靠性高，比較適合風(fēng)力發(fā)電這種特殊場合，在風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的初期，籠型異步發(fā)電機得到了廣泛的應(yīng)用。缺點：因電機轉(zhuǎn)速恒定，不能充分利用風(fēng)能（風(fēng)能利用系數(shù)不能保持在最大值），風(fēng)速躍升時，導(dǎo)致主軸、齒輪箱、電機等部件承受極大的機械應(yīng)力。2021/5/912二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理1、籠型風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理750KW電機參數(shù)額定功率750kW額定轉(zhuǎn)速1518額定電壓690V額定頻率50HZ額定電流682A額定效率96.1%極數(shù)4定子接線方式?中心高450mm絕緣等級H額定功率因數(shù)0.93結(jié)構(gòu)形式IMB3防護等級IP54重量4300kg軸承6324C3、NU22342021/5/913二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理2021/5/914二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理雙饋風(fēng)力發(fā)電機實質(zhì)上是一種繞線式轉(zhuǎn)子電機，由于其定子和轉(zhuǎn)子都能向電網(wǎng)饋電，故而稱為雙饋電機。

雙饋電機的定子結(jié)構(gòu)與籠型電機定子相同，轉(zhuǎn)子繞組是線圈結(jié)構(gòu)因而與籠型電機略有不同。2021/5/915二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理雙饋風(fēng)力發(fā)電機的工作原理與一般異步發(fā)電機相同，不同的是雙饋電機的轉(zhuǎn)子繞組由變頻器控制，變頻器采用矢量控制，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流頻率、幅值、相位、相序以及電壓，有功分量、無功分量完全解耦，使定子側(cè)感應(yīng)出恒壓恒頻的三相交流電。還可以靈活的控制雙饋發(fā)電機超前或滯后的無功功率，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。2021/5/916二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理

雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)組成如下圖所示，圖中省略了變壓器、濾波器等構(gòu)件。其中轉(zhuǎn)子通過變頻器接入電網(wǎng)，當(dāng)系統(tǒng)檢查到定子電壓、頻率及相位與電網(wǎng)一致時，定子通過并網(wǎng)開關(guān)直接接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子上裝配有編碼器。2021/5/917二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機處于亞同步狀態(tài)，轉(zhuǎn)子通過變頻器從電網(wǎng)中吸收功率，定子直接饋送電能給電網(wǎng)。轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機處于超同步運行狀態(tài)，轉(zhuǎn)子通過變頻器饋送電能給電網(wǎng)，定子直接饋送電能給電網(wǎng)；轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機作為同步電機運行，轉(zhuǎn)子既不從電網(wǎng)吸收有功率也不向電網(wǎng)饋送有功。變頻器向轉(zhuǎn)子提供接近于直流的無功勵磁電流。2021/5/918二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理2、2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理優(yōu)點：與籠型電機比，能控制無功功率，并通過獨立控制轉(zhuǎn)子勵磁電流解耦有功功率和無功功率控制；轉(zhuǎn)速可調(diào)，使風(fēng)力機處于最佳狀態(tài)，機組效率高。與直驅(qū)電機比，變流器容量小，電機成本低。

缺點：與籠型電機比，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并增加了滑環(huán)、編碼器等結(jié)構(gòu)，電機的滑環(huán)碳刷等也需要經(jīng)常維護。2021/5/919二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理3、永磁風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理永磁風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)組成如下圖所示，發(fā)電機定子輸出先經(jīng)整流器變?yōu)橹绷?，再?jīng)IGBT逆變器逆變成交流電送到電網(wǎng)。與籠型電機和雙饋電機相比，永磁風(fēng)力發(fā)電機采用永磁體勵磁，消除了勵磁損耗，提高了效率，實現(xiàn)了無刷化。2021/5/920二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理3、永磁風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理永磁風(fēng)力發(fā)電機也是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子與普通交流電機相同，由定子鐵心和定子繞組組成。轉(zhuǎn)子采用永磁材料，磁極結(jié)構(gòu)多種多樣，主要分為以下三種形式：（永濟公司為金風(fēng)設(shè)計的3MW半直驅(qū)YJ147電機采用嵌入式，改進(jìn)后為凸裝式。）2021/5/921二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理3、永磁風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理外轉(zhuǎn)子永磁風(fēng)力發(fā)電機特點：外轉(zhuǎn)子直接暴露在空氣中，有利于散熱。

磁鐵受離心力作用，良好固定，提高高速能力。

轉(zhuǎn)動慣量大，可以有效克服風(fēng)速波動影響

轉(zhuǎn)子直徑大，多極結(jié)構(gòu)易實現(xiàn)，降低成本

轉(zhuǎn)子與風(fēng)輪更容易集成一體2021/5/922二、風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理3、永磁風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點及工作原理

優(yōu)點：采用永磁體勵磁，可以提高發(fā)電機的效率；

省去了電刷和集電環(huán)等易耗機械部件，提高了系

統(tǒng)的可靠性；采用全功率的交-直-交變頻技術(shù)，與電網(wǎng)隔離，

具有低電壓穿越能力；

缺點：稀土永磁材料成本高，導(dǎo)致整機成本相對較高，

永磁材料在高溫、震動和過電流情況下，有可

能永久退磁，變頻器容量大，成本高。

2021/5/923三、風(fēng)力發(fā)電機維護要點1、籠型風(fēng)力發(fā)電機維護要點：按銘牌要求定期加注潤滑脂，清理廢油；按維護手冊要求定期檢查對中；檢查電動機各部分溫升是否正常，尤其是軸承溫度；

檢查電機振動是否異常。

檢查定子接線是否有打火痕跡；

檢查緊固件是否松動。

2021/5/924三、風(fēng)力發(fā)電機維護要點2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機維護要點：按銘牌要求定期加注潤滑脂或注油器注油，清理廢油；按維護手冊要求定期檢查對中；檢查電動機各部分溫升是否正常，尤其是軸承溫度；

檢查電機振動是否異常。

檢查定子、轉(zhuǎn)子接線是否有打火痕跡；

檢查緊固件是否松動。

2021/5/925三、風(fēng)力發(fā)電機維護要點2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機維護要點：檢查滑環(huán)、接地環(huán)、主電刷和接地電刷的磨損狀況（更換碳刷時必須磨刷）；檢查注油器是否工作正常；清理滑環(huán)室及碳粉收集器的多余碳粉；清理冷卻器中的塵土。檢查冷卻風(fēng)機是否工作正?；蛩湎到y(tǒng)是否漏水；檢查轉(zhuǎn)子對地絕緣電阻（絕緣軸承或絕緣端蓋）。

2021/5/926三、風(fēng)力發(fā)電機維護要點3、永磁風(fēng)力發(fā)電機維護要點：按銘牌要求定期加注潤滑脂或注油器注油，清理廢油；按維護手冊要求定期檢查對中；檢查電動機各部分溫升是否正常，尤其是軸承溫度；

檢查電機振動是否異常。

檢查子接線是否有打火痕跡；

檢查緊固件是否松動。

檢查水冷系統(tǒng)是否漏水。2021/5/927四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法1、籠型風(fēng)力發(fā)電機常見故障：外風(fēng)扇斷裂內(nèi)風(fēng)扇松動軸承燒損電機振動大定子繞組及引出線燒損2021/5/928四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法外風(fēng)扇斷裂1、籠型風(fēng)力發(fā)電機常見故障：2021/5/929四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法1、籠型風(fēng)力發(fā)電機常見故障：外風(fēng)扇斷裂處理方法：檢查軸承是否有異音，因風(fēng)扇斷裂造成電機振動大，動平衡差。檢查大接線盒螺栓是否松動，振動會造成大接線盒松動；可在現(xiàn)場更換外風(fēng)扇。2021/5/930四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法內(nèi)風(fēng)扇松動1、籠型風(fēng)力發(fā)電機常見故障：2021/5/9311、籠型風(fēng)力發(fā)電機常見故障：內(nèi)風(fēng)扇松動處理方法：注意傾聽電機內(nèi)部聲音，確認(rèn)是否是內(nèi)風(fēng)扇松動。更換內(nèi)風(fēng)扇。

此方法可能造成電機振動大，因沒有進(jìn)行動平衡處理。四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法2021/5/932四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法1、籠型風(fēng)力發(fā)電機常見故障：軸承燒損2021/5/933四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法1、籠型風(fēng)力發(fā)電機常見故障：軸承燒損處理方法：

更換軸承

軸承加熱溫度不超過120度，且均勻加熱，嚴(yán)禁用明火加熱（油浴加熱或去磁感應(yīng)加熱）；要用拆軸承專用工裝進(jìn)行拆卸（使軸承內(nèi)圈受力，避免滾珠受力）。2021/5/934四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法1、籠型風(fēng)力發(fā)電機常見故障：電機振動大處理方法：定期校驗齒輪箱和電機對中情況

檢查軸伸端跳動，應(yīng)小于0.05mm；檢查外風(fēng)扇；檢查軸承聲音。2021/5/935四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法1、籠型風(fēng)力發(fā)電機常見故障：定子繞組及引出線燒處理方法：檢查三相電阻是否平衡要求小于2%，繞組對地絕緣，要求大于50MΩ。---返回工廠處理檢查外風(fēng)扇、大接線盒內(nèi)螺栓的緊固情況；----更換風(fēng)扇及引出線2021/5/936四、風(fēng)力發(fā)電機常見故障及處理方法2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機常見故障：故障類型與籠型電機基本相同，增加的故障點有：滑環(huán)、接地環(huán)及碳刷燒損；冷卻風(fēng)機燒