永磁直驱风力发电机组

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直驱式永磁同步风力发电机概述

永磁同步发电机是一种以永磁体进行励磁的同步电机，应用于风力发电系统，称为永磁同步风力发电机。永磁同步风力发电机一般不用齿轮箱，而将风力机主轴与低速多极同步发电机直接连接，为“直驱式”，所以称为直驱式永磁同步风力发电机，以下本章除特指外均简称为永磁同步发电机。

一、永磁同步发电机的特点

1.与传统电励磁同步发电机比较

同步发电机是一种应用广泛的交流电机，其显著特点是转子转速n与定子电

流频率f之间具有固定不变的关系，即n=n

0=60f/p，其中n

为同步转速，p为极

对数。现代社会中使用的交流电能几乎全部由同步发电机产生。

永磁同步发电机是一种结构特殊的同步发电机，它与传统的电励磁同步发电机的主要区别在于：其主磁场由永磁体产生，而不是由励磁绕组产生。与普通同步发电机相比，永磁同步发电机具有以下特点：

（1）省去了励磁绕组、磁极铁芯和电刷-集电环结构，结构简单紧凑，可靠性高，免维护。

（2）不需要励磁电源，没有励磁绕组损耗，效率高。

（3）采用稀土永磁材料励磁，气隙磁密较高，功率密度高，体积小，质量轻。

（4）直轴电枢反应电抗小，因而固有电压调整率比电励磁同步发电机小。

（5）永磁磁场难以调节，因此永磁同步发电机制成后难以通过调节励磁的方法调节输出电压和无功功率（普通同步发电机可以通过调节励磁电流方便地调节输出电压和无功功率）。

（6）永磁同步发电机通常采用钕铁硼或铁氧体永磁，永磁体的温度系数较高，输出电压随环境温度的变化而变化，导致输出电压偏离额定电压，且难以调节。

（7）永磁体存在退磁的可能。

直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略

一、本文概述

随着全球能源需求的持续增长和环境保护的日益紧迫，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。直驱式永磁同步风力发电机（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator, DDPMSG）作为一种新型风力发电技术，以其高效率、高可靠性以及低维护成本等优点，逐渐成为风力发电领域的研究热点。

本文旨在对直驱式永磁同步风力发电机组的建模及其控制策略

进行深入研究。文章将介绍直驱式永磁同步风力发电机的基本结构和工作原理，为后续建模和控制策略的研究奠定基础。接着，文章将详细阐述直驱式永磁同步风力发电机组的数学建模过程，包括机械部分、电气部分以及控制系统的数学模型，为后续控制策略的设计提供理论支持。

在控制策略方面，本文将重点研究直驱式永磁同步风力发电机组的最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）控制和电网接入控制。最大功率点跟踪控制旨在通过调整发电机组的运行参数，使风力发电机组在不同风速下都能保持最佳运行状态，从而最大化风能利用率。电网接入控制则关注于如何确保发电机组在并网和孤

岛运行模式下的稳定运行，以及如何在电网故障时实现安全可靠的解列。

本文还将探讨直驱式永磁同步风力发电机组的控制策略优化问题，以提高发电机组的运行效率和稳定性。通过对控制策略进行优化设计，可以进一步减少风力发电机组的能量损失，提高风电场的整体经济效益。

永磁直驱风力发电机组并网发电原理

永磁直驱风力发电机组并网发电是一种新型的发电技术，它利用风力将机组的转矩转化为电能，并将该电能输出到电网中。

永磁直驱风力发电机组是一种特殊的发电机组，它采用永磁材料制造的发电机，可以将风力转换为电能，而无需使用变速箱和传动轴。永磁直驱风力发电机组可以输出一定的功率，其输出电能可以用于发电。

并网发电是指将发电机组输出的电能输入到电网中，实现了发电和用电之间的互联互通。发电机组可以将连续的电能输出到电网中，供用户使用，从而实现发电。

永磁直驱风力发电机组并网发电的优点是结构简单，可靠性高，运行维护成本低，可以有效地利用风能，实现节能环保，并可以获得较大的发电量，可以节约大量的能源费用，给社会带来更多的经济效益。

永磁直驱风力发电机组并网发电不仅可以节省能源，而且可以缓解电网负荷，提高电网的可靠性和安全性，进一步推动可再生能源的发展。

总之，永磁直驱风力发电机组并网发电是一项重要的发电技术，它具有结构简单、可靠性高、运行维护成本低等优点，

可以节省能源，缓解电网负荷，提高电网可靠性和安全性，进一步推动可再生能源的发展，给社会带来更多的经济效益。

永磁直驱式风力发电机的工作原理

你好,你的这个问题问的比较广。我大概给你阐述下,对于现在国内国外大型水平轴风力发电机组,有双

馈机和永磁直驱发电机。

永磁直驱发电机顾名思义是在传动链中不含有增速齿轮箱。

总所周知,一般发电机要并网必须满足相位、幅频、周期同步。而我国电网频率为50hz这就表示发电机要发出50hz的交流电。学过电机的都知道。转速、磁极对数、与频率是有关系的n=60f/p。

所以当极对数恒定时,发电机的转速是一定的。所以一般双馈风机的发电机额定转速为1800r/min。而叶轮转速一般在十几转每分。这就需要在叶轮与发电机之间加入增速箱。

而永磁直驱发电机是增加磁极对数从而使得电机的额定转速下降,这样就不需要增速齿轮箱,故名直驱。而齿轮箱是风力发电机组最容易出故障的部件。所以,永磁直驱的可靠性要高于双馈。

对于永磁直驱发电机的磁极部分是用钕铁硼的永磁磁极,原料为稀土。

风轮吸收风能转化为机械能通过主轴传递给发电机发电,发出的电通过全功率变流器之后过升压变压器上网。

不知道有木有解释清楚。

还有什么不清楚可以继续追问,知无不言。

风力发电机也在逐步的永磁化。采用永磁风力发电机,不仅可以提高发电机的效率,而且能在增大电机容量的同时,减少体积,并且因为发电机采用了永磁结构,省去了电刷和集电环等易耗机械部件,提高了系统的可靠性,这也是风电发电机的发展趋势之一。

风力机的直驱化也是当前的一个热点趋势。目前大多风电系统发电机与风轮

并不是直接相连,而是通过变速齿轮相连,这种机械装置不仅降低了系统的效率,增加了系统的成本,而且容易出现故障,是风力发电急需解决的瓶颈问题。直驱式风力发电机可以直接与风轮相连,增加了系统的稳定性,同时增大了电机的体积和设计制造以及控制的难度。直驱型风力发电系统是采用风轮直接驱动多极低速永磁同步发电机发电,通过功率变换电路将电能转换后并入电网,相对于双馈型发电系统,直驱式发电机采用较多的极对数,使得在转速较低时,发电机定子电压输出频率仍然比较高,完全可以在电机的额定等级下工作,并且其定子输出电压通过变流器后再和电网相接,定子频率变化并不会影响电网频率。在直驱风力发电系统中风机与发电机直接耦合,省去了传统风力发电系统中的国内难以自主生产且故障率较高的齿轮箱这一部件,减少了发电机的维护工作,并且降低了噪音。另外其不需要电励磁装置,具有重量轻、效率高、可靠性好的优点。

直驱式永磁同步风力发电系统的控制研究

一、本文概述

随着全球能源需求的持续增长和环境保护压力的加大，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，越来越受到世界各国的关注和重视。直驱式永磁同步风力发电系统（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Power Generation System，简称D-PMSG）作为一种新型的风力发电技术，具有高效率、高可靠性、低维护成本等优点，因此在风力发电领域具有广阔的应用前景。

本文旨在深入研究直驱式永磁同步风力发电系统的控制技术，探讨其在实际应用中的性能优化和稳定性提升。文章首先介绍了直驱式永磁同步风力发电系统的基本原理和组成结构，包括风力机、永磁同步发电机、功率变换器等关键部分。随后，文章重点分析了直驱式永磁同步风力发电系统的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、电网同步控制、有功和无功功率解耦控制等，并讨论了这些控制策略在实际应用中的优缺点。

本文还探讨了直驱式永磁同步风力发电系统在并网和孤岛运行

模式下的控制问题，以及系统故障时的保护策略。通过理论分析和实验研究，文章提出了一些改进的控制方法和策略，旨在提高直驱式永磁同步风力发电系统的运行效率和稳定性，为风力发电技术的发展提

供理论支持和实践指导。

本文总结了直驱式永磁同步风力发电系统控制研究的现状和发

展趋势，展望了未来可能的研究方向和应用前景。希望通过本文的研究，能够为直驱式永磁同步风力发电系统的进一步推广和应用提供有益的参考和借鉴。

二、直驱式永磁同步风力发电系统概述

直驱风力发电机..

不可逆退磁问题
如果设计和使用不当，永磁发电机在温度过高（钕铁硼永磁）或过低（铁氧体永磁）时，在冲击电流产生的电枢反应作用下，或在剧烈的机械振动时有可能产生不可逆退磁，或叫失磁，使电机性能降低，甚至无法使用。因而，既要研究开发适合于电机制造厂使用的检查永磁材料热稳定性的方法和装置，又要分析各种不同结构形式的抗去磁能力，以便在设计和制造时采用相应措施保证永磁式发电机不会失磁。
•
因此，必须建立新的设计概念，重新分析和改进磁路结构和控制系统；必须应用现代设计方法，研究新的分析计算方法，以提高设计计算的准确度；必须研究采用先进的测试方法和制造工艺。
永磁材料的技术性能与退磁曲线的形状, 对电机的性能、外形尺寸、运行可靠性等有很大的影响,是设计与制造永磁电机时需要考虑的十分重要的参数。对于不同的情况, 不同的场合, 应采用不同的结构形式和永磁材料。图给出这几种永磁材料的退磁曲线(还受温度影响）。
转子
永磁风力发电机转子磁路结构,按工作主磁场方向的不同,主要分为切向式和径向式两种结构:如图所示。
切向式
径向式
径向式结构的永磁体直接粘在转子磁轭上,一对极的两块永磁体串联,永磁体仅有一个截面提供每极磁通,所以气隙磁密较小,发电机的体积稍大。永磁体粘结在转子表面受到转子周向长度的限制,这在多极电机中格外明显。倘若增大转子外径, 势必加大发电机的体积。

2兆瓦永磁直驱风力发电机研制介绍杨振河解析

随着国内对清洁能源的需求不断增长，风力发电逐渐成为解决能源问题的重要

手段。而现代化的风力发电机则是风力发电的重要组成部分之一。在风力发电机中，永磁直驱风力发电机作为一种效率更高、可靠性更强的发电机，受到了广泛的关注。本篇文档将主要介绍2兆瓦永磁直驱风力发电机的研制，并分析杨振河所做的贡献。

2兆瓦永磁直驱风力发电机介绍

2兆瓦永磁直驱风力发电机具有高效、低成本、长寿命等优点，是目前比较流

行的一款风力发电机，具有广泛的应用前景。其结构主要由转轮、永磁体、定子等部分组成，其独特的永磁体设计使得发电机具有高效率、高密度、高电流等特点，同时其结构紧凑、重量轻，可以在较小的空间内安装。

2兆瓦永磁直驱风力发电机的应用可以减少环境污染，提高发电效率，减少公

司的成本，同时也可以解决地区无电问题。

永磁体设计

永磁体的设计是永磁直驱风力发电机的关键。永磁体通常由稀土磁铁构成，由

于稀土元素的价格昂贵，永磁体的设计成为制约直驱风力发电机普及应用的一大问题。

杨振河等人围绕永磁体的问题，做了大量的探究和研究。他们提出了一项新颖

的且成本较低的永磁体设计方法，所谓的“交替磁极方法”。

交替磁极的设计方法可以在同样的体积下实现更多的永磁体，可以使得永磁体

密度更大，同时还可以使得磁场均匀分布，从而提高发电机的转速和效率。

然而，交替磁极方法并不是完美的，由于交替磁极方法需要在制造过程中进行

相应的编织和拼接，这会增加制造难度，增加制造成本。因此，如何在性价比上更好的实现交替磁极方法，尤其是在大规模制造方面的应用，是制约直驱风力发电普及的一个重要问题。

直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略

以下是一份基于MATLAB/Simulink 的直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略：

一、建模

风能转化成机械能模型使用动量理论实现风能转化成机械能的公式为：

Tm = 0.5 * rho * A * V^3 * Cp

其中，Tm 代表风能转化成机械能；rho 表示空气密度；A 表示叶片面积；V 表示风速；Cp 表示功率系数。

机械能转化成电能模型利用如下公式将机械能转化为电能：

PE = (3 / 2) Pr * we - Pc

其中，PE 代表电能输出；Pr 代表额定转速；we 代表电机转速；Pc 代表电机旋转时的损耗。

直驱式永磁同步风力发电机组模型基于上述两个模型可以构建出直驱式永磁同步风力发电机组模型。

二、控制策略

电流闭环控制

直接对发电机组输出的电流信号进行控制，可以有效避免因转速变化而引起的电流波动，从而使得发电机组在不同负荷下都能够保持稳定运行。

转速控制

通过控制电机的输出转矩来实现对风力发电机组转速的控制。可以采用PID 控制算法，从而实现转速的闭环控制，并根据风速实时调整PID 参数。

功率最大点跟踪控制

通过感知气象条件和负载变化，实时寻找发电机组的功率最大点，从而实现对风能转换的最高利用率。可以采用极坐标控制算法或是模型预测控制算法，根据风速、发电机负载等实时数据选择使用最优控制算法。

故障检测和诊断

实时监测发电机组传感器和执行器的状态，并根据预设故障模型进行异常判定和故障诊断，从而实现对风力发电机组故障及时响应。

直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略的设计，可以使得发电机组在不同气象条件下实现最高效率的电能输出，从而增加风能利用效率，减少风力发电成本。

双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组性能的比较分析

双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组性能的

比较分析

首先是性能方面。双馈异步风力发电机组是由一个固定转子和一个可

转动转子组成的，通过转子之间的电磁耦合来传递功率。双馈异步发电机

具有较高的效率、适应力强和荷载能力大等优点。它能够在不同风速下保

持较高的效率，适应风速变化较大的情况。而永磁直驱风力发电机组则利

用永磁同步电机直接驱动发电，具有高效率、高可靠性、可控性好等特点。由于没有传动装置，能量损失较小，因此永磁直驱发电机组的效率比双馈

异步发电机组更高。同时，永磁直驱发电机组的控制系统较为简单，响应

速度快，具有更好的调节性能。

其次是控制方面。双馈异步风力发电机组需要借助功率电子装置来实

现转子的控制和发电机的转速调节。控制系统复杂，对于变电网的响应速

度也较慢。而永磁直驱风力发电机组由于直接驱动，控制系统较为简单，

并且响应速度较快。永磁直驱发电机组的转速可以精确控制，实现最优的

功率调节和跟踪，有利于提高发电效益。

最后是可靠性方面。双馈异步风力发电机组由于有转子与转子间的电

磁耦合，对风机的载荷波动和瞬态故障具有一定的鲁棒性，能够保持较高

的转矩输出。而永磁直驱风力发电机组的可靠性较高，因为没有传动装置，减少了故障点，提高了系统的可靠性。但是，永磁材料的稳定性较差，容

易受到温度和磁场的影响，对恶劣环境的适应能力相对较弱。

综上所述，双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组在性能、

控制、可靠性等方面存在差异。双馈异步发电机组具有适应风速变化较大

的能力，但控制系统复杂，响应速度较慢。永磁直驱发电机组具有高效率、

直驱式风力发电机知识

是我们初中学的磁极数，一个发电机是有南北极的（货是正负极），就是指的这个，但是3相的就不是了，你可以通过数住绕组的个数来辨别是多少级数，或者说发电机的转速也可以看出来是多少级数

以50HZ为例，2级的就是3000转，4级就3000/2，1500转这样就好理解了直驱永磁风力发电机组特点

直驱式风力发电机（Direct-driven Wind Turbine Generators），是一种由风力直接驱动发电机，亦称无齿轮风力发动机，这种发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮箱这一传统部件。由于齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机中属易过载和过早损坏率较高的部件，因此，没有齿轮箱的直驱式风力发动机，具备低风速时高效率、低噪音、高寿命、减小机组体积、降低运行维护成本等诸多优点。

直驱式（无齿轮）风力发电机始于20多年前，由于电气技术和成本等原因，发展较慢。随着近几年技术的发展，其优势才逐渐凸现。德国、美国、丹麦都是在该技术领域发展较为领先的国家，其中德国西门子公司开发的（直驱式）无齿轮同步发电机安装在世界最大的挪威风力发电场，最高效率达98%。

1997年的风机市场上出现了兼具无齿轮、变速变桨距等特征的风力发电机,这些高产能、运行维护成本低的先进机型有E-33、E-48、E-70等型号，容量从330千瓦至2兆瓦，由德国ENERCONGmbH公司制造，它们的研制始于1992年。2000年，瑞典ABB公司成功研制了3兆瓦的巨型可变速风力发电机组，其中包括永磁式转子结构的高压风力发电机Wind former，容量3兆瓦、高约70米、风扇直径约90米。2003年，在Okinawa电力公司开始运行的MWT-S2000型风力发电机，是日本三菱重工首度完全自行制造的2兆瓦级风机，采用小尺寸的变速无齿轮永磁同步电机，新型轻质叶片。

直驱式永磁同步风力发电机组并网与保护

一、并网条件和方式

1.并网条件

永磁同步风力发电机组并联到电网时，为了防止过大的电流冲击和转矩冲击，风力发电机各相端电压的瞬时值要与电网端对应相电压的瞬时值完全一致，满足的条件：①波形相同；②幅值相同；③频率相同；④相序相同；⑤相位相同。

并网时因风力发电机旋转方向不变，只要使发电机的各相绕组输出端与电网各相互相对应，条件④就可以满足；而条件①可由发电机设计、制造和安装保证；因此并网时主要完成其他3个条件的检测和控制，其中频率相同必须满足。

2.并网方式

（1）自动准同步并网。满足上述理想并联条件的并网方式称为准同步并网，在这种并网方式下，并网瞬间不会产生冲击电流，电网电压不会下降，也不会对定子绕组和其他机械部件造成冲击。

永磁同步风力发电机组的起动与并网过程如下：当发电机在风力机带动下的转速接近同步转速时，励磁调节器给发电机输入励磁电流，通过调节励磁电流使发电机输出的端电压与电网电压相近。在风力发电机的转速几乎达到同步转速、发电机的端电压与电网电压的幅值大致相同，并且断路器两端的电位差为零或很小时，控制断路器合闸并网。永磁同步风力发电机并网后通过自整步作用牵入同步，使发电机电压频率与电网一致。以上的检测与控制过程一般通过微机实现。

（2）自同步并网。自动准同步并网的优点是合闸时没有明显的电流冲击，缺点是控制与操作复杂、费时。当电网出现故障而要求迅速将备用发电机投入时，由于电网电压和频率出现不稳定，自动准同步法很难操作，往往采用自同步法实现并网运行。自同步并网的方法是，同步发电机的转子励磁绕组先通过限流电阻短接，发电机中无励磁磁场，用原动机将发电机转子拖到同步转速附近（差值小于5%）时，将发电机并入电网，再立刻给发电机励磁，在定子、转子之间的电磁力作用下，发电机自动牵入同步。由于发电机并网时转子绕组中无励磁电流，因而发电机定子绕组中没有感应电动势，不需要对发电机的电压和相角进行调节和校准，控制简单，并且从根本上排除不同步合闸的可能性。这种并网方法的缺点是合闸后有电流冲击和电网电压的短时下降现象。

直驱式永磁同步风力发电机控制与运行概述

直驱式永磁同步风力发电机控制与运行概述一、直驱式永磁同步风力发电机运行区间

根据风力机的功率特性把风速划分为5个区间：①风速低于切入风速；②风速在切入风速和额定转速之间；③风速超过风轮额定转速，发电机组运行在恒转速区；④风速继续增大到切出风速以下，发电机运行在恒功率区；⑤风速大于切出风速。风力发电机组运行区域如图7-1所示。

图7-1 风力发电机组运行区域

（1）停机模式。风力机在风速小于切入风速或大于切出风速时，风能转化效率为零，称为停机模式。当风速低于风力机的切入风速时，其产生的功率很小甚至低于内部消耗的功率，因此处于停机模式，此时叶片处于完全顺风状态，风力机的机械制动器处于开启状态；当风速超过风力机的切出风速时，为了保护风力机的安全，叶片被调至完全顺桨状态，风力机转速也下降为零，风力机将被锁定进入停机模式。其他3个风速区间是风力发电机的正常运行状态，为了捕获到更多的风能，同时保证发电机组的安全运行，在不同的风速阶段对桨距角采用了不同的控制策略。

（2）最佳叶尖速比运行区。即第②区间，即图7-1的AB区间。当风速超过切入风速时，风力发电机组开始作为发电机运行。此时要调节桨距角到最佳值使风能利用系数C

恒定为最大值，以保证风力发电机组运行在最大功率点跟踪状p

态。

（3）恒转速运行区间。即第③区间，即图7-1的BC区间。为了保证风力发电机组的安全稳定运行，一般都会根据风力发电机组的特性设定一个额定风速点对应图7-1中B点的速度，这个额定风速点应小于发电机的额定转速。当风力机转速超过额定风速点时，随着风速的继续增大，要调节桨距角使C

直驱风力发电机分类

直驱式风力发电机组在我国是一种新型的产品，但在国外已经发展了很长时间。目前我国在直驱式风机中系统的研究相对传统机型较少，但开发直驱式风力发电机组也是我国日后风机制造的趋势之一。

直驱永磁风力发电机取消了沉重的增速齿轮箱，发电机轴直接连接到叶轮轴上，转子的转速随风速而改变，其交流电的频率也随之变化，经过置于地面的大功率电力电子变换器，将频率不定的交流电整流成直流电，再逆变成与电网同频率的交流电输出。另外一些无齿轮箱直驱风力发电机，沿用低速多极永磁发电机，并使用一台全功率变频器将频率变化的风电送入电网。直接驱动式风力发电机组由于没有齿轮箱，零部件数量相对传统风电机组要少得多。

我国主要的直驱型风力发电机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨距调节、直接驱动、永磁同步发电机并网的总体设计方案，相对于传统的异步发电机组其优点如下：（1）由于传动系统部件的减少，提高了风力发电机组的可靠性和可利用率；

（2）永磁发电技术及变速恒频技术的采用提高了风电机组的效率；

（3）机械传动部件的减少降低了风力发电机组的噪音；

（4）可靠性的提高降低了风力发电机组的运行维护成本；

（5）机械传动部件的减少降低了机械损失，提高了整机效率；

（6）利用变速恒频技术，可以进行无功补偿；

（7）由于减少了部件数量，使整机的生产周期大大缩短。

永磁式硅整流风力发电机设计

小型永磁式硅整流风力发电机，由于采用了永磁体励磁，省去了碳刷、滑环及励磁绕组，避免了碳刷与滑环引起的火花放电，且工艺简单、维护方便、效率较高。但由于永磁式发电机的磁场无法人工调节，在电机制成之后，输出电压随风速(转速)的变化而波动。而其所带负载—蓄电池及用电设备则要求供电电压恒定不变。当供电电压较低时，对蓄电池无法充电，用电设备无法长期工作，而当电压超过额定值较多时，则会造成蓄电池的过充损伤，降低使用寿命，严重的可能烧坏用电设备。图1表示风力发电机输出电压对12V灯泡发光强度及使用寿命的关系特性。

永磁直驱风力发电机组并网发电原理

风力发电是以永磁直驱风力发电机组为基础，利用风力驱动风力发电机组发电，并将其发出的电能接入电网的技术。利用当前的技术，让永磁直驱风力发电机组达到发电要求是可行的。首先，永磁直驱风力发电机组中的永磁发电机的特性是风力直接由风扇驱动，没有外部润滑油，也不需要外部调速设备，能够直接转换风力能量到机械和电能，从而使发电量有更多的可控性。其次，由于永磁直驱风力发电机组的发电特性，它具有较大的输出电力，出力范围宽，发电稳定，调节性强，维护成本低，维修简单的特点，可以满足大规模风力发电系统的发电要求。

永磁直驱风力发电机组的工作原理

永磁直驱风力发电机组是由永磁发电机、叶片、叶轮、结构框架以及其他相关电控设备组成的新型高效发电装置，其工作原理如下：当风向和风速稳定时，风力发电机组中的叶片会受到风力驱动而转动，从而驱动永磁发电机的转子运行。随着转子的转动，永磁发电机的定子上的线圈会感受到变化的磁场，并产生变化的电场，形成交流电能，将其发出的电能接入电网。

永磁直驱风力发电机组的优势

永磁直驱风力发电机组具有多种优势：

首先，永磁直驱风力发电机组的发电量大，发电出力范围广，最大发电量可以达到200兆瓦；

其次，永磁直驱风力发电机组具有较强的发电稳定性，其发电量

可以在一定幅度内控制；

再次，永磁直驱风力发电机组无需外部调速设备，能够直接转换风力能量到机械和电能，具有较强的调节性；

最后，永磁直驱风力发电机组使用简单，维护成本低，工程实施周期短，可以有效提高风能发电的用户参与度。

总结

永磁直驱风力发电机组是一种新型的高效发电装置，它具有较大的输出电力，出力范围宽，发电稳定，调节性强，维护成本低，维修简单等优势，可以高效转换风力能量，满足大规模风力发电系统的发电要求。因此，永磁直驱风力发电机组并网发电技术的发展将对促进风能发电的发展具有重要的作用。

永磁风力发电系统低电压穿越技术的研究

【摘要】近年来我国的经济高速发展，国家对风力发电系统的要求也越来越高。本文对低压穿越技术的概念和技术、电压跌落对系统的影响，低压穿越技术的应用进行了探讨，希望能够对以后的研究有所助益。

【关键字】永磁风力发电、低压穿越技术

一、前言

风能在发电中有广泛应用，并且有很大的开发潜能，对风能的开发和利用在未来必将有广泛的前景。低电压穿越会对电力系统带来损害，所以说对低电压穿越技术对电力系统的影响的研究十分必要，下面和笔者一起来进行探讨。

二、低压穿越技术概述

1.低压穿越结束简介

低电压穿越技术是指在风力发电系统并网过程中发生电压跌落现象时，风力发电系统能够继续实现并网，并且发电系统会向电网提供无功功率，支持电网实现恢复的工作，整个系统维持一个比较低的电压穿越这个故障发生的时间段。电网发生故障引起的电压跌落时，风力发电系统会出现电机转速转速升高、电机直流侧电压过高等现象。当风力发电系统在整个电网中起到重要作用时，电机机组会出现解列现象，这种现象会增加电网发生故障时，发电系统恢复能力，甚至会令发电机组出现故障。

电网的电压发生电压跌落的瞬间，会导致电网输出功率瞬时减少，此时发电系统的输出功率保持不变。这种现象导致电网和电机的输出功率不匹配和电机主电路的直流母线电压瞬间增大，导致主电路中的电力电子器件和控制器的故障。此时如果采取强制措施令直流母线电压处于稳定状态时，又会导致发电系统输出到电网端的电流增大，同样会导致整流器的损坏。如果能够在整流端采用控制器，整流器能够在电压发生额定波动范围内可以实现电磁控制。就能够避免电压跌落现象所产生的影响，令永磁同步发电机组的低电压穿越达到比较好的效果。

直驱永磁同步风力发电机介绍

导语：永磁同步发电机由于结构简单、无需励磁绕组、效率高的特点而在中小型风力发电机中应用广泛，随着高性能永磁材料制造工艺的提高，大容量的风力发电系统也倾向于使用永磁同步发电机。

永磁同步发电机由于结构简单、无需励磁绕组、效率高的特点而在中小型风力发电机中应用广泛，随着高性能永磁材料制造工艺的提高，大容量的风力发电系统也倾向于使用永磁同步发电机。永磁风力发电机通常用于变速恒频的风力发电系统中，风力发电机转子由风力机直接拖动，所以转速很低。由于去掉了增速齿轮箱，增加了机组的可靠性和寿命；利用许多高性能的永磁磁钢组成磁极，不像电励磁同步电机那样需要结构复杂、体积庞大的励磁绕组，提高了气隙磁密和功率密度，在同功率等级下，减小了电机体积。

永磁同步发电机从结构上分有外转子和内转子之分。

对于典型的外转子永磁同步发电机结构，外转子内圆上有高磁能积永磁材料拼贴而成的磁极，内定子嵌有三相绕组。外转子设计，使得能有更多的空间安置永磁磁极，同时转子旋转时的离心力，使得磁极的固定更加牢固。

由于转子直接暴露在外部，所以转子的冷却条件较好。外转子存在的问题是主要发热部件定子的冷却和大尺寸电机的运输问题。

内转子永磁同步发电机内部为带有永磁磁极、随风力机旋转的转子，外部为定子铁心。除具有通常永磁电机所具有的优点外，内转子永磁同步电机能够利用机座外的自然风条件，使定子铁心和绕组的冷却条件得到了有效改善，转子转动带来的气流对定子也有一定的冷却作用。另外，电机的外径如果大于4m，往往会给运输带来一些困难。很多风电场都是设计在偏远的地区，从电机出厂到安装地，很可能会经过一些桥梁和涵洞，如果电机外径太大，往往就不能顺利通过。内转子结构降低了电机的尺寸，往往给运输带来了方便。