金風(fēng)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電原理

　　直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通常由三個(gè)主要部分組成：風(fēng)輪、軸和發(fā)電機(jī)。

　　風(fēng)輪是由多個(gè)葉片組成的旋轉(zhuǎn)部件，其主要功能是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能量。

　　軸是連接風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)的部件，其主要功能是傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

　　發(fā)電機(jī)則是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備。

　　在直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)通常是通過(guò)水平軸或垂直軸實(shí)現(xiàn)的。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常使用三個(gè)或更多的葉片，它們通過(guò)一個(gè)水平的軸連接到發(fā)電機(jī)。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)則具有更多的葉片，通常是5到8個(gè)，并且葉片直接固定在中央軸上。當(dāng)風(fēng)吹過(guò)風(fēng)輪時(shí)，風(fēng)輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。這個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)軸傳遞到發(fā)電機(jī)。

　　在直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，發(fā)電機(jī)通常是由一組固定的電磁線(xiàn)圈和一個(gè)轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子通常由強(qiáng)大的永磁體或通過(guò)電流激勵(lì)的電磁體組成。當(dāng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)轉(zhuǎn)子時(shí)，電磁感應(yīng)效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生電流，并將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)輸出的電流通常是交流電，其頻率和電壓取決于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速。為了確保穩(wěn)定的電力輸出，直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常需要一個(gè)控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，以便使輸出電流保持在一個(gè)可控的范圍內(nèi)。

　　總的來(lái)說(shuō)，直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理非常簡(jiǎn)單，但其中涉及到的機(jī)械、電磁和控制原理卻非常復(fù)雜。這些原理的理解對(duì)于設(shè)計(jì)和優(yōu)化直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)至關(guān)重要。

　　永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于機(jī)械損耗小、運(yùn)行效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組之后的有一重要風(fēng)力發(fā)電機(jī)型受到廣泛關(guān)注，并逐漸開(kāi)始投入使用。

　　一、永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電原理

　　的基本原理，就是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)力機(jī)葉 片旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類(lèi)似，只是所采用的發(fā)電機(jī)為永磁式發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子為永磁 式結(jié)構(gòu)，不需外部提供勵(lì)磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實(shí)現(xiàn)的，把永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的變頻的交流電通過(guò)變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電， 實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。

　　二、永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

　　1、 系統(tǒng)不需要?jiǎng)?lì)磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)；

　　2、變速運(yùn)行范圍寬，即可超同步運(yùn)行也可以亞同步運(yùn)行；

　　3、轉(zhuǎn)子無(wú)勵(lì)磁繞組，磁極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變頻器容量小，可以做成多極電機(jī)；

　　4、同步轉(zhuǎn)速降低，使風(fēng)輪機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)可直接耦合，省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作并降低噪聲，使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)；

　　5、直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)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，對(duì)電網(wǎng)友好；

　　三、永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)適用場(chǎng)合

　　1、在電力設(shè)施匱乏、交通不便、缺乏常規(guī)燃料，但風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以解決部分用電問(wèn)題，如為高速公路照明設(shè)備提供電源等；

　　2、在單機(jī)容量比較小的風(fēng)場(chǎng)， 能夠高效并網(wǎng)發(fā)電；

　　3）為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺(tái)站等偏遠(yuǎn)、負(fù)載較輕的用戶(hù)，提供交流或直流電源。

　　四、銀河與永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故事

　　2006年，由 承建的2MW永磁風(fēng)力 發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)成功下線(xiàn)國(guó)內(nèi)第一臺(tái)2MW永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)；2010年，國(guó)內(nèi)第一臺(tái)5MW海上永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)在湘電下線(xiàn)，此試驗(yàn)臺(tái)同樣由銀河電氣承 建；2011年，由湖南銀河電氣有限公司承建的金風(fēng)科技6MW永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)系統(tǒng)完成驗(yàn)收；此外，東方電氣、北京京城新能源等等大型風(fēng)力發(fā)電機(jī) 設(shè)備制造商采用銀河的變頻測(cè)試設(shè)備均在國(guó)內(nèi)外引起了巨大的反響，銀河電氣用實(shí)踐證明， 可以完美解決低頻、大電流、強(qiáng)干擾的永磁 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域的測(cè)量難題。