風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要類(lèi)型

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要類(lèi)型2013021611:36:31|分類(lèi)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)|字號(hào)訂閱根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特征，風(fēng)力發(fā)電機(jī)可分為恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)(Fixedspeedgenerat)、有限變速風(fēng)力發(fā)有限變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)電機(jī)(Limitedvariablespeedgenerat)和變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)(Variablespeedgenerat)。1、恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)、恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)如下圖所示，采用了籠型異步發(fā)電

2、機(jī)發(fā)電機(jī)通過(guò)變壓器直接接入電網(wǎng)。因?yàn)榛\型異步發(fā)電機(jī)只能工作在額定轉(zhuǎn)速之上很窄的范圍內(nèi)所以通常稱(chēng)之為恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)。并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)異步發(fā)電機(jī)需要從電網(wǎng)吸收滯后的無(wú)功功率以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)這惡化了電網(wǎng)的功率因數(shù)易使電網(wǎng)無(wú)功容量不足影響電壓的穩(wěn)定性。為此一般在發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)之間配備適當(dāng)容量的并聯(lián)補(bǔ)償電容器組以補(bǔ)償無(wú)功。由于籠型異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且可靠性高比較適合風(fēng)力發(fā)電這種特殊場(chǎng)合在風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的初期籠型異步發(fā)電機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用有效地促

3、進(jìn)了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的興起?；\型恒速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)籠型恒速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)隨著風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用的深入，恒速籠型異步發(fā)電機(jī)具有的一些固有缺點(diǎn)逐步顯現(xiàn)出來(lái)，主要是籠型異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)主要是籠型異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速只能在額定轉(zhuǎn)速之上速只能在額定轉(zhuǎn)速之上1%1%~5%5%內(nèi)運(yùn)行，輸入的風(fēng)功率不能過(guò)大或過(guò)小，若發(fā)電機(jī)超過(guò)轉(zhuǎn)速上限內(nèi)運(yùn)行，輸入的風(fēng)功率不能過(guò)大或過(guò)小，若發(fā)電機(jī)超過(guò)轉(zhuǎn)速上限將進(jìn)入不穩(wěn)定將進(jìn)入不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)運(yùn)行區(qū)。因此，在多數(shù)場(chǎng)合需將2臺(tái)分別為高速和低速的籠型異步發(fā)電機(jī)組

4、合。使用以充分利用中低風(fēng)速的風(fēng)能資源。另外，風(fēng)速的波動(dòng)使風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨之波動(dòng)，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的軸承、齒輪箱將會(huì)承受巨大的機(jī)械摩擦和疲勞應(yīng)力。而且由于風(fēng)力機(jī)的速度不能調(diào)節(jié)不能從空氣中捕獲最大風(fēng)能效率較低.齒輪箱的存在增加了風(fēng)力機(jī)的重量和系統(tǒng)的維護(hù)性影響了系統(tǒng)效率增加了噪聲。2、有限變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)、有限變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)有限變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)如下圖所示發(fā)電機(jī)采用繞線式異步發(fā)電機(jī)。繞線式異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外接可變電阻其工作原

5、理是通過(guò)電力電子裝置調(diào)整轉(zhuǎn)子回路的電阻從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率可增大至10%實(shí)現(xiàn)有限變速運(yùn)行提高輸出功率。同時(shí)采用變槳距調(diào)節(jié)及轉(zhuǎn)子電流控制以提高動(dòng)態(tài)性能維持輸出功率穩(wěn)定減小陣風(fēng)對(duì)電網(wǎng)的擾動(dòng).然而由于外接電阻消耗了大量能量電機(jī)效率降低了.有些文獻(xiàn)也把這種發(fā)電系統(tǒng)稱(chēng)為高轉(zhuǎn)差率異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。繞線式有限變速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)繞線式有限變速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)【轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率=（同步轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速異步轉(zhuǎn)速）異步轉(zhuǎn)速）同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速】采取直驅(qū)方式發(fā)電

6、機(jī)運(yùn)行在低速狀態(tài)其電磁轉(zhuǎn)矩相對(duì)較大同時(shí)發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)較多意味著發(fā)電機(jī)的體積也較大.但由于省去了齒輪箱系統(tǒng)的效率和可靠性都得到了提高。變換器為全功率變換器在整個(gè)調(diào)速范圍能使并網(wǎng)電流平滑具有噪聲低、電網(wǎng)電壓閃變小及功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)成本較高功率變換器損耗較大。3.33.3、永磁同步發(fā)電機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)永磁同步發(fā)電機(jī)永磁同步發(fā)電機(jī)(PermanentPermanentmagmagsynchronoussynchronous

7、generatgeneratPMSGPMSG)變速恒頻直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所變速恒頻直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示它采用的電機(jī)是永磁發(fā)電機(jī)它采用的電機(jī)是永磁發(fā)電機(jī)無(wú)需外加勵(lì)磁裝置無(wú)需外加勵(lì)磁裝置減少了勵(lì)磁損耗；減少了勵(lì)磁損耗；同時(shí)它無(wú)需電刷與滑環(huán)同時(shí)它無(wú)需電刷與滑環(huán)因此具有效因此具有效率高、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)率高、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。在定子側(cè)采用全功率變換器實(shí)現(xiàn)變速恒頻控制.系統(tǒng)省去了齒輪箱這樣可大大減小系統(tǒng)運(yùn)行噪聲提高效率和

8、可靠性降低維護(hù)成本。所以盡管直接驅(qū)動(dòng)會(huì)使永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速很低導(dǎo)致發(fā)電機(jī)體積很大成本較高但其運(yùn)行維護(hù)成本卻得到了降低。采用直接驅(qū)動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)具有傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、效率高以及控制魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)因此具有越來(lái)越大的吸引力.目前已有多家公司可以提供商業(yè)化的多極永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)如EnerconWinWind等公司.該系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是永磁材料價(jià)格較高且在高溫下易被去磁功率變換器容量與發(fā)電機(jī)容量相同變換器成本較高。永磁同步發(fā)電機(jī)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)永磁同步發(fā)