論文165mw半直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機研制

1、11.651.65MWMW半直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機研制半直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機研制李松田李松田東方電氣集團東方電機有限公司，四川東方電氣集團東方電機有限公司，四川德陽德陽618000618000摘要本文介紹了半直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和基本特點，并重點介紹了東方電機1.65MW半直驅(qū)永磁三相同步風力發(fā)電機主要技術參數(shù)和具體結構特點。關鍵詞關鍵詞風力發(fā)電；半直驅(qū)；雙饋；永磁同步發(fā)電機1引言由于風力發(fā)電在可再生能源領域中技術相對比

2、較成熟、開發(fā)成本更低，并且可以大大減少二氧化碳排放量，在全世界得到了迅猛發(fā)展。目前主要的風力發(fā)電技術包括：異步風力發(fā)電技術、電勵磁同步風力發(fā)電技術、永磁同步風力發(fā)電技術等等。大中型永磁同步風力發(fā)電機磁極普遍采用高磁性能燒結釹鐵硼永磁材料，其具有剩磁Br高，矯頑力HCB大，磁能積BH大，退磁曲線近似于直線等優(yōu)點。若設計、使用得當，可有效避免電機瞬間大電流、高溫和交變退磁場等引起永磁體磁鋼失磁。電勵磁同步電機磁極上必須裝設勵磁繞組以提供電機

3、勵磁，并且電機需要增加相應的集電環(huán)和刷架等部件。但永磁同步電機結構就更為簡單，利用永磁體磁鋼作為電機磁極提供勵磁，無需集電環(huán)和刷架，不但提高了電機氣隙磁通密度和功率密度，而且還具有結構緊湊、體積小、重量輕、運行平穩(wěn)、效率高、易安裝、維護方便等特點。相對于異步風力發(fā)電技術，永磁同步風力發(fā)電技術具有對電網(wǎng)影響小，可靠性能高，傳動損失小，發(fā)電機效率高，發(fā)電品質(zhì)高，日常維修少等優(yōu)勢。隨著風機運行時間加長，齒輪箱高速傳動部件機械故障問題日益突出，

4、于是發(fā)明了不帶齒輪箱而是將風機主軸與低速多極同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子直接相連的直驅(qū)式驅(qū)動方式。但是，多極低速發(fā)電機體積龐大、過于沉重，導致安裝和維護都更加困難。為此，采用折中理念的半直驅(qū)式驅(qū)動方式在大型風機設計中逐漸得到應用和推廣，而這種半直驅(qū)式驅(qū)動系統(tǒng)中發(fā)電機就普遍采用永磁同步發(fā)電機。正是基于此，東方電機和芬蘭TheSwitch公司聯(lián)合開發(fā)了1.65MW半直驅(qū)永磁三相同步風力發(fā)電機，以適應風力發(fā)電市場日益增長的需求。2半直驅(qū)風力發(fā)電機組動力驅(qū)動

5、系統(tǒng)方案半直驅(qū)風力發(fā)電機組動力驅(qū)動系統(tǒng)方案采用半直驅(qū)變速變槳風力發(fā)電機組的動力驅(qū)動系統(tǒng)一般方案為：低速（一級或兩級）集成齒輪箱＋中速永磁同步發(fā)電機全功率變頻器，該方案集成了三級高速齒輪箱和直驅(qū)式驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點，發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速一般在150~500rmin左右，發(fā)電機的體積和重量可以控制在比較合理范圍之內(nèi)，該系統(tǒng)結構設計得更加緊湊合理，具有更高可靠性和更長的使用壽命，也避免了直驅(qū)式驅(qū)動方案和高速齒輪箱驅(qū)動方案的諸多缺陷。半直驅(qū)永磁同步風力發(fā)

6、電系統(tǒng)結構如圖1所示。3圖2發(fā)電機總體布置圖3.33.3定子定子定子由機座、鐵心和繞組等組成。機座采用耐低溫鋼板焊接成圓形結構，圓形機座外側再把合蓋板把機座圍成密閉十二邊形，以在定子機座外側形成兩個獨立密閉風路。定子鐵心采用高導磁、低損耗、無時效優(yōu)質(zhì)硅鋼片50W400沖制而成，整圓共12張扇形沖片，沖片與機座通過定位筋聯(lián)結固定。定子鐵心外徑為1840mm，內(nèi)徑1600mm，總長763mm，全長共有13個6mm高的徑向通風溝。定子鐵心采用

7、內(nèi)裝壓結構，在定子鐵心疊片完成后，裝上定子鐵心壓板，再用一個帶錐度鎖緊環(huán)和數(shù)個錐形鎖緊螺栓共同作用壓緊鐵心壓板，達到將定子鐵心壓緊的作用。在機座上開有鎖緊螺栓螺孔，在擰緊帶錐度螺栓過程中鎖緊環(huán)就會逐漸將壓力傳向定子鐵心，這樣就可以方便的通過調(diào)整鎖緊螺栓擰緊長度來調(diào)節(jié)定子鐵心的壓緊程度。定子鐵心壓緊結構如圖3所示。圖3定子鐵心壓緊結構定子繞組為成型雙層圈式線圈，線圈絕緣結構充分考慮到變頻器高次諧波等影響，加強了線圈匝間及對地絕緣。定子線圈