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?風力發電機組的分類及各自特點風力發電機組主要由兩大部分組成:風力機部分一一它將風能轉換為機械能;中國風電材料設備網發電機部分一一它將機械能轉換為電能。CNWPEM.NET根據風機這兩大部分采用的不同結構類型、以及它們分別采用的技術方案的不同特征,再加上它們的不同組合,風力發電機組可以有多種多樣的分類。cnwpem如依風機旋轉主軸的方向(即主軸與地面相對位置)分類,可分為:“水平軸式風機”一一轉動軸與地面平行,葉輪需隨風向變化而調整位置;“垂直軸式風機”一一轉動軸與地面垂直,設計較簡單,葉輪不必隨風向改變而調整方向。 中國風電材料設備網按照槳葉受力方式可分成“升力型風機”或“阻力型風機”。按照槳葉數量分類可分為“單葉片”、“雙葉片”、“三葉片”和“多葉片”型風機;葉片的數目由很多因素決定,其中包括空氣動力效率、復雜度、成本、噪音、美學要求等等。大型風力發電機可由1、2或者3片葉片構成。風電材料設備

葉片較少的風力發電機通常需要更高的轉速以提取風中的能量,因此噪音比較大。而如果葉片太多,它們之間會相互作用而降低系統效率。目前3葉片風電機是主流。從美學角度上看,3葉片的風電機看上去較為平衡和美觀。按照風機接受風的方向分類,則有“上風向型”一一葉輪正面迎著風向(即在塔架的前面迎風旋轉)和“下風向型”一一葉輪背順著風向,兩種類型°上風向風機一般需要有某種調向裝置來保持葉輪迎風。cnwpem而下風向風機則能夠自動對準風向,從而免除了調向裝置。但對于下風向風機由于一部分空氣通過塔架后再吹向葉輪,這樣,塔架就干擾了流過葉片的氣流而形成所謂塔影效應,使性能有所降低。中國風電材料設備網按照功率傳遞的機械連接方式的不同,可分為“有齒輪箱型風機”和無齒輪箱的“直驅型風機”。CNWPEM.NET有齒輪箱型風機的槳葉通過齒輪箱及其高速軸及萬能彈性聯軸節將轉矩傳遞到發電機的傳動軸,聯軸節具有很好的吸收阻尼和震動的特性,可吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移,并且聯軸器可阻止機械裝置的過載。而直驅型風機則另辟蹊徑,配合采用了多項先進技術,槳葉的轉矩可以不通過齒輪箱增速而直接傳遞到發電機的傳動軸,使風機發出的電能同樣能并網輸出。這樣的設計簡化了裝置的結構,減少了故障幾率,優點很多,現多用于大型機組上。根據按槳葉接受風能的功率調節方式可分為:cnwpem

“定槳距(失速型)機組”一一槳葉與輪轂的連接是固定的。當風速變化時,槳葉的迎風角度不能隨之變化。由于定槳距(失速型)機組結構簡單、性能可靠,在20年來的風能開發利用中一直占據主導地位。CNWPEM.COM“變槳距機組”一一葉片可以繞葉片中心軸旋轉,使葉片攻角可在一定范圍內(一般0-90度)調節變化,其性能比定槳距型提高許多,但結構也趨于復雜,現多用于大型機組上。CNWPEM.COM按照葉輪轉速是否恒定可分為:“恒速風力發電機組”一一設計簡單可靠,造價低,維護量少,直接并網;缺點是:氣動效率低,結構載荷高,給電網造成電網波動,從電網吸收無功功率。風電材料設備“變速風力發電機組”——氣動效率高,機械應力小,功率波動小,成本效率高,支撐結構輕。缺點是:功率對電壓降敏感,電氣設備的價格較高,維護量大。現常用于大容量的主力機型。根據風力發電機組的發電機類型分類,可分為兩大類:風電材料設備“異步發電機型”“同步發電機型”只要選用適當的變流裝置,它們都可以用于變速運行風機。CNWPEM.COM異步發電機按其轉子結構不同又可分為:(a)籠型異步發電機一一轉子為籠型。由于結構簡單可靠、廉價、易于接入電網,而在小、中型機組中得到大量的使用;

(b)繞線式雙饋異步發電機一一轉子為線繞型。定子與電網直接連接輸送電能,同時繞線式轉子也經過變頻器控制向電網輸送有功或無功功率。同步發電機型按其產生旋轉磁場的磁極的類型又可分為:電勵磁同步發電機一一轉子為線繞凸極式磁極,由外接直流電流激磁來產生磁場。永磁同步發電機一一轉子為鐵氧體材料制造的永磁體磁極,通常為低速多極式,不用外界激磁,簡化了發電機結構,因而具有多種優勢。如根據風機的輸出端電壓高低化分,一般可分為:CNWPEM.NET“高壓風力發電機”一一風力發電機輸出端電壓為10~20kV,甚至40kV,可省掉風機的升壓變壓器直接并網。它與直驅型,永磁體磁極結構一起組成的同步發電機總體方案,是目前風力發電機中一種很有發展前途的機型。cnwpem“低壓風力發電機”一一輸出端電壓為1kV以下,目前市面上大多為此機型。cnwpme?com如根據風機的額定功率化分,一般可分為:微型機:10微型機:10kW以下小型機:10kW至100kWCNWPEM.NET中型機:100kW至1000kW中國風電材料設備網大型機:1000kW以上(MW級風機)cnwpme?comcnwpme*com12.直驅永磁同步風力發電機永磁同步發電機由于結構簡單、無需勵磁繞組、效率高的特點而在中小型風力發電機中應用廣泛,隨著高性能永磁材料制造工藝的提高,大容量的風力發電CNWPEM.COM系統也傾向于使用永磁同步發電機。永磁風力發電機通常用于變速恒頻的風力發電系統中,風力發電機轉子由風力機直接拖動,所以轉速很低。由于去掉了增速齒輪箱,增加了機組的可靠性和壽命;利用許多高性能的永磁磁鋼組成磁極,不像電勵磁同步電機那樣需要結構復雜、體積龐大的勵磁繞組,提高了氣隙磁密和功率密度,在同功率等級下,減小了電機體積。永磁同步發電機從結構上分有外轉子和內轉子之分。風電材料設備對于典型的外轉子永磁同步發電機結構,外轉子內圓上有高磁能積永磁材料拼貼而成的磁極,內定子嵌有三相繞組。外轉子設計,使得能有更多的空間安置永磁磁極,同時轉子旋轉時的離心力,使得磁極的固定更加牢固。風電材料設備

由于轉子直接暴露在外部,所以轉子的冷卻條件較好。外轉子存在的問題是主要發熱部件定子的冷卻和大尺寸電機的運輸問題。cnwpem內轉子永磁同步發電機內部為帶有永磁磁極、隨風力機旋轉的轉子,外部為定子鐵心。除具有通常永磁電機所具有的優點外,內轉子永磁同步電機能夠利用機座外的自然風條件,使定子鐵心和繞組的冷卻條件得到了有效改善,轉子轉動帶來的氣流對定子也有一定的冷卻作用。另外,電機的外徑如果大于4m,往往會給運輸帶來一些困難。很多風電場都是設計在偏遠的地區,從電機出廠到安裝地,很可能會經過一些橋梁和涵洞,如果電機外徑太大,往往就不能順利通過。內轉子結構降低了電機的尺寸,往往給運輸帶來了方便。風電材料設備內轉子永磁同步發電機中,常見有四種形式的轉子磁路,分別為徑向式、切向式、和軸向式。相對其它轉子磁路結構而言,徑向磁化結構因

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