直驱型风力发电机组的比较

直驱式永磁同步风力发电机概述

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=n0=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。

目前，永磁同步发电机的应用领域非常广泛，如航空航天用主发电机、大型火电站用副励磁机、风力发电、余热发电、移动式电源、备用电源、车用发电机等都广泛使用各种类型的永磁同步发电机，永磁同步发电机在很多应用场合有逐步代替电励磁同步发电机的趋势。

2.与非直驱式双馈风力发电机比较虽然双馈风力发电机是目前应用最广泛的机型，但随着风力发电机组单机容量的增大，双馈型风力发电系统中齿轮箱的高速传动部件故障问题日益突出，于是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的直驱式布局应运而生。

(整理)双馈型风机与直驱型风机的比较分析.

双馈型风机与直驱型风机的比较分析学号：姓名:学院(系): 自动化学院专业: 电气工程及其自动化2013 年1 月双馈型风机与直驱型风机的比较分析1、引言1.1风力发电的背景风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。

清洁、高效成为能源生产和消费的主流,世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。

从20 世纪90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。

世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术，而中国是风能资源较丰富的国家,更需要开发利用风电技术。

技术创新使风电技术日益成熟。

目前,在发达国家风电的年装机容量以35.7%高速度增长。

一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新,使风电技术日益成熟。

目前单机容量500kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平,并成为当前世界风力发电的主力机型,兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行。

同时,在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料，风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平,而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。

风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面，近两年中国出现大面积的缺电，风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。

风电的诸多优势中，一个重要特点是风电上马快，不像火电、水电的建设需要按年来计算，风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算，即风场是可以在短时间内完成的。

世界风电正在以33%甚至在部分国家以60%以上的增速发展，我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。

1.2世界风电技术的发展进入二十一世纪之后，随着现代电力电子技术的不断发展，新材料的涌现以及工艺的不断完善，世界风力发电技术又向前迈进了一大步，主要表现如下：（1）风力发电单机容量继续稳步上升。

双馈型风机与直驱型风机的比较分析

双馈型风机与直驱型风机的比较分析学号：姓名:学院(系): 自动化学院专业: 电气工程及其自动化2013 年1 月双馈型风机与直驱型风机的比较分析1、引言1.1风力发电的背景风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。

清洁、高效成为能源生产和消费的主流,世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。

从20 世纪90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。

世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术，而中国是风能资源较丰富的国家,更需要开发利用风电技术。

技术创新使风电技术日益成熟。

目前,在发达国家风电的年装机容量以35.7%高速度增长。

一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新,使风电技术日益成熟。

目前单机容量500kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平,并成为当前世界风力发电的主力机型,兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行。

同时,在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料，风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平,而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。

风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面，近两年中国出现大面积的缺电，风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。

风电的诸多优势中，一个重要特点是风电上马快，不像火电、水电的建设需要按年来计算，风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算，即风场是可以在短时间内完成的。

世界风电正在以33%甚至在部分国家以60%以上的增速发展，我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。

1.2世界风电技术的发展进入二十一世纪之后，随着现代电力电子技术的不断发展，新材料的涌现以及工艺的不断完善，世界风力发电技术又向前迈进了一大步，主要表现如下：（1）风力发电单机容量继续稳步上升。

直驱型风力发电机的优越性和特点

直驱型风力发电机的优越性先进性没有了齿轮箱的整个机组，不仅降低了成本，减轻了整机重量，同时避免了齿轮箱过热、噪音大等缺陷，大大降低了故障率。

经济性发电机采用永磁式，提高了发电机的输出电压，减少了在传输过程中的线损，节省了箱变的费用。

通过对风机机组的零部件的优化设计、计算及检验，能够大幅度的延长整机的工作寿命。

安全性合理的机舱提升机设计安装在机舱内部，避免了工作人员直接与机舱尾部的窗口接触，扩大了活动空间，大大提高了安全性能。

在整机零部件之间加入防雷保护系统，可以很好的避免雷雨天气对风机的损坏，并在设计过程中全方位的考虑了天气的变化对机组的影响；塔筒之间采用高强度的螺栓连接，保证了塔筒的稳定性。

可靠性产品在研发和生产过程中，进行了全方位的认证工作，与国内多家知名认证公司保持着长期联系，并达成一致，为我们生产的直驱型风力发电机组进行全面的认证工作，包括设计认证、型式认证等。

完善的售后服务体系在安装过程中，我们有大量的技术人员会进行全程跟踪指导，建立客户档案，定期进行交流，经常保持与客户的联系，及时解决客户遇到的问题和困难。

我们的所有部件的采购都是选择著名且已获认证的供货商，保证了所有的零部件的高质量、高性能，能够满足广大用户的需求；同时我们有专业的研究开发人员，能够为用户提供详细的技术指导。

直驱型风力发电机的主要特点直驱永磁风力发电机组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。

国际先进的无齿轮箱直驱风力发电机，多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。

其主要部件包括：叶轮叶片、轮毂、变桨系统、发电机转子、发电机定子、偏航系统、测风系统、底板、塔架。

直驱风机与双馈风机的主要区别

发电机定子绕组输出50Hz交流电
向电网输出功率输入反相序10Hz交流电
风机在超同步状态运行时
三、发电结构的区别
不同频率、幅值的电流整流成直流电
逆变为与电网相位幅值频率一样的交流电
四、变频器的区别
• 变频器一般使用交直交这种形式，两边
各有一个PWM变流器，和电网连接的一般称
为网侧变流器，和发电机连接的一般称为机侧变流器，中间使用直流环节将两边连接起来。变流器可以实现整流和逆变这两种基本的功能。中间回路使用电容建立直流环节
直驱风机
• 直驱式风力发电机，是一种由风力直
接驱动的发电机，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。主要由风轮、永磁同步发电机、交-直-交变流器、变
直驱式风力发电机组示意图
压器等组成。
4、变流器
直驱风机与双馈风机的主要区别有哪几点？
秒的旋转磁场，就能发出50Hz的交流电；当转子转速变为60
转/秒时，让转子产生10转/秒的反方向旋转磁场，两者转速加起来也能产生50转/秒的旋转磁场，就能发出50Hz的交流电来。
转子旋转磁场. fl v
三、发电结构的区别
旋转磁场:
旋转磁场就是一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。当三相对称电流通入三相对称绕组，必然会产生一个大小不变，且在空间以一定的转速不断旋转的旋转磁场旋转磁场的旋转方向由通入三相绕组中的电流的相序决定的。即当通入三相对称绕组的对称三相电流的相序发生改变时，即将三相电源中任意两相绕组接线互换，旋转磁场就会改变方向。
多个三相绕组按规律均匀的分布在槽中。
二、发电机的区别
比如转子有3对磁极，旋转一周磁场将循环3个周期，每旋转120度磁场变化1个

直驱型与双馈型比较

国内风力发电机主要包括永磁直驱风机和双馈风机两种。

两者的最大区别在于不同的传动、发电结构。

以下通过分析风机的主要结构特性来比较两者的优劣势：
相较于双馈式电机，永磁直驱风机更能适应低风速，且能耗较少、后续维护成本低。

此外，永磁直驱风机的应用对于我国具有更加重要的意义，我国低风速的三类风区占到全部风能资源的50%左右，更适合使用永磁直驱式风电机组。

综合来看，永磁直驱风机将是我国风力发电机未来发展趋势。

我国企业拥有直驱风机的自主知识产权，结合《关于风电建设管理有关要求的通知》中风机国产化率要求及我国风机应用领域逐步扩展至低风速区域的要求，我们预计，我国永磁直驱风机占全国新增风机的比例不断提高。

预计至2014年，我国永磁直驱风机产量将达到4,000台，占2014年新增风机总量53%，其中1.5兆瓦永磁直驱风机和2.5兆瓦永磁直驱风机各占50%。

直驱与双馈风力发电机的优缺点对比

一、发电能力二、整机可靠性三、大部件运输与吊装四、可维护性对比五、价格对比
齿轮箱故障在机组故障中仅占到第6位，且占比较低
风电机组可靠性
8
目前全球风电主流技术仍为双馈发电机组
风电机组可靠性
•直现在全世界风电机组中，85%以上是带齿轮箱的机型。
•尤其在技术、稳定性及可靠性要求更高的海上机组中，无一例外的全部采用了技术成熟且可靠性好的带齿轮箱技术方案，包括2兆瓦、2.3 兆瓦、3兆瓦、 3.6兆瓦、5兆瓦等各级别机型，厂商包括Vestas， Siemens, Repower，GE风电等全球所有主要海上风电机组生产厂商。
▪ 而双馈机组机舱较窄，运输比较便利，对道路的要求也相对较少
17
一、发电能力二、电气与机械性能三、整机可靠性四、大部件运输与吊装五、可维护性对比六、价格对比
永磁直驱机组机械维护量减少，但维护难度增加，电气维护增多风电机组的可维护性
机
械 ▪ 永磁直驱机组没有主齿轮箱，因此减少了机械系统的维护量；
▪ 更大的变流器容量也意味着系统变得更复杂，因此增加了电气系统的维护量；
一、发电能力二、整机可靠性三、大部件运输与吊装四、可维护性对比五、价格对比
双馈机组相对永磁直驱机组具有明显的价格优势
发电机和齿轮箱成本对比
21
双馈机组相对永磁直驱机组具有明显的价格优势
传动系统总成本对比（包括变流器）
9
永磁直驱机组去掉了主齿箱，但发电机和变流器可靠性降低风电机组可靠性
发 ▪ 直驱式发电机由于转数低，且磁极数很多，通常在90极以上，而且体积
电
和重量相比双馈式机组也大很多，对其轴承等转动部件要求极高。另外，

双馈式_直驱式风力发电机的对比

能源环境双馈式、直驱式风力发电机的对比哈电发电设备国家工程研究中心有限公司（黑龙江哈尔滨）范磊【摘要】双馈式风力发电机与直驱式风力发电机是两种各有优势的机型，二者属于相互竞争的关系，同时它们也是相互促进的，这就是常说的有竞争就有进步，最终形成优势互补。

本文对这两种机型分别进行了描述、比较，为这两种大型风力发电机的应用奠定一定的理论基础。

【关键词】齿轮箱；永磁电机；变速箱前言本文通过对直驱式和双馈式两种不同的风力发电机进行描述，并从二者的主要结构特性对其各自不同的优缺点进行分析阐述，以增进人们的了解，使其得到更好的应用充分发挥其自身机能和作用。

1、双馈式异步发电机双馈式异步发电机实际是异步感应电机的一种变异，这种发电机始于上世纪80年代，日本日立公司、东芝公司和前苏联在这种发电机的研制和开发中都作出了显著的贡献。

目前美国GE能源、EMD；德国VEM Sachsenwerk GmbH，LDW；瑞士ABB等公司的很多风力发电机产品，采用变速双馈风力发电的技术方案。

目前，市场占有率最高的双馈变速恒频风力发电机组，其风轮桨距角可以调节，同时发电机可以变速，并输出恒频恒压电能，效率较高。

在低于额定风速时，它通过改变转速和桨距角使机组在最佳尖速比下运行，输出最大的功率，而在高风速时通过改变桨距角使机组功率输出稳定在额定功率。

这种形式的性价比和效率均较高，逆变器功率较小。

调速范围达到30%额定转速，变流的容量只有系统容量的30%左右，变速恒频驱动和MPPT控制，有功、无功功率可独立进行控制。

双馈异步发电机在结构上与绕线式异步电机相似，定子、转子均为三相对称绕组，转子绕组电流由滑环导入，定子接入电网，电网通过四象限AC-DC-AC变频器向发电机的转子供电，提供交流励磁。

但存在滑环和变速箱的问题，对电网的冲击较大。

由于风能的不稳定性和捕获最大风能的要求，发电机转速是在不断的变化，而且经常在同步转速上、下波动，为了实现风力机组的最大能量的追踪和捕获，满足电网对输入电力的要求，风力发电机必须变速恒频运行。

双馈式_直驱式风力发电机的对比

能源环境双馈式、直驱式风力发电机的对比哈电发电设备国家工程研究中心有限公司（黑龙江哈尔滨）范磊【摘要】双馈式风力发电机与直驱式风力发电机是两种各有优势的机型，二者属于相互竞争的关系，同时它们也是相互促进的，这就是常说的有竞争就有进步，最终形成优势互补。

本文对这两种机型分别进行了描述、比较，为这两种大型风力发电机的应用奠定一定的理论基础。

【关键词】齿轮箱；永磁电机；变速箱前言本文通过对直驱式和双馈式两种不同的风力发电机进行描述，并从二者的主要结构特性对其各自不同的优缺点进行分析阐述，以增进人们的了解，使其得到更好的应用充分发挥其自身机能和作用。

1、双馈式异步发电机双馈式异步发电机实际是异步感应电机的一种变异，这种发电机始于上世纪80年代，日本日立公司、东芝公司和前苏联在这种发电机的研制和开发中都作出了显著的贡献。

目前美国GE能源、EMD；德国VEM Sachsenwerk GmbH，LDW；瑞士ABB等公司的很多风力发电机产品，采用变速双馈风力发电的技术方案。

目前，市场占有率最高的双馈变速恒频风力发电机组，其风轮桨距角可以调节，同时发电机可以变速，并输出恒频恒压电能，效率较高。

在低于额定风速时，它通过改变转速和桨距角使机组在最佳尖速比下运行，输出最大的功率，而在高风速时通过改变桨距角使机组功率输出稳定在额定功率。

这种形式的性价比和效率均较高，逆变器功率较小。

调速范围达到30%额定转速，变流的容量只有系统容量的30%左右，变速恒频驱动和MPPT控制，有功、无功功率可独立进行控制。

双馈异步发电机在结构上与绕线式异步电机相似，定子、转子均为三相对称绕组，转子绕组电流由滑环导入，定子接入电网，电网通过四象限AC-DC-AC变频器向发电机的转子供电，提供交流励磁。

但存在滑环和变速箱的问题，对电网的冲击较大。

由于风能的不稳定性和捕获最大风能的要求，发电机转速是在不断的变化，而且经常在同步转速上、下波动，为了实现风力机组的最大能量的追踪和捕获，满足电网对输入电力的要求，风力发电机必须变速恒频运行。

双馈式、直驱式风力发电对比

双馈式、直驱式风力发电对比双馈式与直驱式是变速恒频风力发电机组的两种主要机型，二者各有优势并相互竞争，同时它们在技术上也相互促进。

双馈式风力发电机双馈异步风力发电机（DFIG，Double Fed Induction Generator）是一种绕线式感应发电机，双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变频器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。

由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了”柔性连接”，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。

双馈式风力发电机具有以下优点：1、能控制无功功率，并通过独立控制转子励磁电流解耦有功功率和无功功率控制。

2、双馈感应发电机无需从电网励磁，而从转子电路中励磁。

3、它还能产生无功功率，并可以通过电网侧变流器传送给定子。

直驱式风力发电机直驱式风力发电机（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。

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，丹麦、德国都是在该技术领域发展较为领先的国家，国内的永磁直驱技术也得到了飞速进步。

直驱永磁风力发电机有以下优点：1、发电效率高：直驱式风力发电机组没有齿轮箱，减少了传动损耗，提高了发电效率，尤其是在低风速环境下，效果更加显著。

2、可靠性高：齿轮箱是风力发电机组运行出现故障频率较高的部件，直驱技术省去了齿轮箱及其附件，简化了传动结构，提高了机组的可靠性。

同时，机组在低转速下运行，旋转部件较少，可靠性更高。

3、运行及维护成本低：采用无齿轮直驱技术可减少风力发电机组零部件数量，避免齿轮箱油的定期更换，降低了运行维护成本。

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、简单的控制系统和快速的响应速度，但对恶劣环境的适应能力较弱。

因此，在实际应用中需要根据具体情况选择适合的发电机组类型。

关于双馈型与直驱型风力发电机特点的比对(第2版)

关于双馈型与直驱型风力发电设备特点的比对双馈风力发电机与直驱风力发电机的主要区别是有无齿轮箱的使用。

在直驱式风力发电系统中，风机叶轮直接驱动多级同步发电机的转子发电，免去齿轮箱这一传统部件。

双馈风力发电机组，定子有两套极数不同的绕组，功率绕组直接与电网相连，控制绕组通过双向变流器接电网，采用无刷的磁阻或者笼型转子，无需电刷和集电环。

双馈机组有齿轮箱，但是变流器是部分功率逆变；直驱机组无齿轮箱，是全功率逆变的。

直驱电机也分励磁和永磁，永磁理论上效率略高，但技术没有非常成熟。

关注效率方面，在低风速区域，直驱风力发电设备具有优势，此优势取决于所用电机的设计、制造水准。

需要明确指出，此优势不明显，尤其综合整机年发电量，双馈与直驱机型相差不大，如果相差两个百分点已经属于上等水平。

（一）从实际应用角度，比对两种类型风机的特性●可靠性1）双馈异步风力发电机组采用的双馈异步恒频技术为国际先进成熟的技术，变流器容量小，采用空冷冷却方式；直驱发电机组采用全功率变流器，在低电压穿越等情况下IGBT模块的可靠性较低，同时全功率变流器通常需采用水冷冷却方式，在实际运行中的很多工况下，水冷系统容易出现故障，易导致变流器IGBT模块烧毁。

2）联合动力公司风机机型采用准三分之一变频，变流器容量小，成本低，双馈机型发电机可控参数多，能对发电机电压、频率、转速、无功功率和有功功率等参数方便可控，系统的稳定性高。

3）中国的风机制造厂商针对直驱机型采用永磁同步发电机，永磁同步发电机存在过退磁现象（大容量的磁铁和铁心粘合的工艺较难实现；永磁材料会有不可逆退磁、高温退磁等现象；永磁的功率因数也不易调节），在风机使用寿命期内，存在因退磁影响发电机效率的可能，所以直驱风机尤其不适用于在温度较高的地区。

4）在装配质量层面上，风场现场的作业操作越少越好。

直驱机型发电机在户外单独分体吊装，会降低吊装作业速度，在恶劣气候环境下，严重降低装配质量。

●造价：由于直驱机型采用永磁同步发电机，永磁材料为稀有金属，致使电机成本高；而双馈机型变流器容量小，容量仅为机组总容量的30%左右，使得变流器成本降低。

直驱与双馈机组的对比分析

直驱与双馈机组的对比分析直驱风力发电机组与双馈风力发电机组对比分析随着科学技术的进步，电力电子技术的成熟，大功率IGBT器件在风电领域的广泛应用，全功率变流器在风电并网方面的优势日渐凸显。

直驱永磁风力发电机组克服了齿轮箱连接复杂、风险成本大、故障率高、维护量大的弊端。

往日风电设备的领军企业如VESTAS、GE、SIEMENS等，制造双馈机组的世界大企业如今更是把直驱永磁技术作为未来风电的发展方向，全面进军直驱永磁风力发电机组的研发制造领域。

直驱永磁风力发电机在中国成长迅速，目前投运的所有机组平均可利用率已经超过98%。

其独特的优势逐步显现，并获得了使用者的认可。

受到风电投资商大力追捧。

简洁的结构、可靠的安全设计、较低的运行维护费用、高效的发电效率、优异的并网性能。

体现了直驱永磁风力发电机的先进性。

一、结构简洁，可靠性高直驱结构：叶轮—发电机—变流器—电网双馈结构：叶轮—主轴—齿轮箱—连轴器—发电机（变流器—滑环—转子）—电网1、直驱机组没有齿轮箱。

双馈机组的齿轮箱是风电领域的高故障部件。

风湍流、阵风、严酷的气候变化对齿轮箱运行造成无法预料的冲击。

双馈风力发电机的主轴-齿轮箱-连轴器-发电机要求对中精确，否则会造成震动，轴承受到很大的测向力。

电机1500转速，轴承的损坏几率大大增加。

2、直驱机组没有高速刹车。

双馈的高速刹车在紧急停机情况下对发电机和齿轮箱的冲击很大。

风电机组失火与高速刹车有关。

3、电网故障（低电压穿越）对直驱机组没有冲击。

而对双馈机组的齿轮箱、发电机冲击非常大。

●双馈机组在电网故障时：产生5倍的短路电流，发电机与齿轮箱之间存在很大的反向扭矩，对齿轮箱造成很大的冲击。

并影响发电机的绝缘。

●电网故障时双馈机组轮毂转速升高，如果顺桨控制不及时，将造成毁灭性故障。

直驱永磁全功率变流器背靠背模式，在电网故障时发电机独立于电网运行，变流器控制电磁扭矩保持发电机平稳运行、补偿无功及无功电流，并控制制动电阻反复消耗掉多余的有功。

直驱型风力发电机组的比较

直驱型风力发电机组的比较授课：***编订：Prof. Dr.-Ing. Friedrich Klinger修改：孙伟金风大学运维学院注意：本课件参考Friedrich Klinger教授授课课件编写2016年2月19日课程目录一、直驱风力发电机组整体概述二、直驱发电机及主回路基本结构三、各个厂商的直驱风力发电机组直驱机组的整机结构直驱机组的整机结构发电机组励磁方式电励磁方式永磁体励磁方式内转子发电机外转子发电机内转子发电机外转子发电机轮毂内发电机发电机的冷却方式二、直驱发电机及主回路结构永磁直驱发电机组主回路电励磁直驱发电机组主回路三、各个厂商的直驱风力发电机组ENERCON公司的机组Enercon E44-E126工程师Aloys Wobben 于1984年建立了Enercon公司。

通过研究开发，Enercon 进行了深层次的革新。

1991年，公司率先制造出了世界上第一台无齿轮箱风能系统。

这个概念促使Enercon 决心奉献于为世界创造能源的目标。

Enercon公司于1993年开始批量无齿轮箱风机的系列生产以满足市场的大量需求，以及在效率、可靠性及服务寿命的需求。

所有关键部件，如：转子叶片、环状电机、电控上网系统都是在内部研发制造的。

Windblatt发电机采用强制空气冷却GoldWind / Vensys公司的机组GW1500机组金风1.5MW机组平台发电机采用自然空气冷却GoldWind / Vensys公司的机组GW2500机组和GW3000机组金风2.5MW/3.0MW机组平台发电机采用强制空气冷却西门子公司的机组D3（3MW）、D6（6MW）机组和D7（7MW）机组西门子3MW/6MW/7MW机组平台发电机采用强制水-空冷却Siemens Brochure D6 Siemens Wind in DK 发电机采用分瓣式设计便于电机的运输和组装Darwind/XEMC（湘电风能）/航天万源公司的机组XE2000/2500机组、CASC-DW90×2000机组STX / EWT / Lagerway公司的机组发电机采用自然空气冷却+强制空气冷却（湘电机组）Leitwind公司电励磁发电机组（LTW77、LTW80、LTW86、LTW90、LTW101）发电机采用自然空气冷却冷却+强制空气冷却Darwind/XEMC（湘电风能）公司的机组XE/DD115-5000机组发电机采用强制空气冷却（空气-空气换热）远景能源公司的机组Envision 126-3.6 MW采用局部变桨技术GE / ALSTOM公司的机组Alstom Haliade 150-6 MWGE / Scanwind公司的机组SW3、SW3.5、GE4.0The Switch / 东方电气公司的机组东方电气机组发电机采用强制水-空冷却Mtorres公司的机组INNOWIND公司的机组尾声：本课程就讲到这里，如果有什么问题，欢迎大家踊跃的提出来，我们共同探讨。

直驱风机与双馈风机的主要区别

二、发电机的区别
比如转子有3对磁极，旋转一周磁场将循环3个周期，每旋转120度磁场变化1个周期。在定子铁芯内园周有18个嵌线槽。在120度机械角度里有6个槽，均匀分布A相、B相、C相3个线圈；另外两个120度里同样各自分布3个线圈。3个A相线圈串联起来即为整机的A相绕组，3个B相线圈串联起来即为整机的B相绕组， 3个C相线圈串联起来即为整机的C相绕组，3个绕组的引出端为相线当转子匀速旋转时A、B、C相线圈顺序切割磁力线，都会感生交流电动势，其幅度与频率相同。
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1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.1 2.1320. 12.13Sunday, December 13, 2020
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2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。08:4 1:5608: 41:5608 :4112/ 13/2020 8:41:56 AM
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3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.12.1 308:41: 5608:4 1Dec-20 13-Dec-20
这就是为什么直驱的发电机级数高的原因
三、发电结构的区别
风速是不稳定的，风力机的风轮转速是在不停的波动中，经过增速箱增速的发电机转子转速也跟随不断变化，采用普通交流发电机发出电的频率也是不断变化的。要想交流发电机输出频率稳定的电压，就必须保持转子转速稳定，也就是保证发电机内旋转磁场转速的稳定。交流同步发电机转子产生的磁场相对转子是不变的，发电机转速变，输出电压的频率也跟着变。如果转子产生的磁场相对转子可以旋转变化，也就是说必须要转子转速变化不影响旋转磁场的转速。
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6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。 2020年 12月13 日星期日上午 8时41 分56秒0 8:41:56 20.12.1 3

双馈式、直驱式风力发电机的对比

双馈式、直驱式风力发电机的对比
范磊
【期刊名称】《科技与企业》
【年(卷),期】2012(000)010
【摘要】双馈式风力发电机与直驱式风力发电机是两种各有优势的机型，二者属于相互竞争的关系，同时它们也是相互促进的，这就是常说的有竞争就有进步，最终形成优势互补。

本文对这两种机型分别进行了描述、比较，为这两种大型风力发电机的应用奠定一定的理论基础。

【总页数】1页(P136-136)
【作者】范磊
【作者单位】哈电发电设备国家工程研究中心有限公司黑龙江哈尔滨
【正文语种】中文
【相关文献】
1.分频风电系统用于直驱式风机和双馈式风机对比 [J], 孙博力;高桂革;曾宪文;;;
2.双馈式与直驱式风电机组低电压穿越特性对比分析 [J], 陈飞虎;邓英;田德
3.分频风电系统用于直驱式风机和双馈式风机对比 [J], 孙博力;高桂革;曾宪文
4.机械气动式桨距调节机构与智能控制系统在分布式并网直驱永磁风力发电机组中的应用 [J], 刘萍;李凌锐;赵恺;李安兵;杨茂荣;乌云高娃
5.永磁直驱式风力发电机整机装配动力特性研究分析 [J], 王世建;何启源;段志强;王明坤;周俊鹏
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用于风力发电的直驱型和齿轮增速型发电机概念的比较

用于风力发电的直驱型和齿轮增速型发电机概念的比较Henk．Polinder[英];吴键（翻译）;蔡罗强（校对）
【期刊名称】《电气牵引》
【年(卷),期】2007(000)002
【摘要】该文章的目的是对用于风机的五种不同发电机系统进行比较，既带三级齿轮的双馈感应发电机（DFIG3G），电励磁直驱动的同步发电机（DDSG），直驱永磁发电机（DDPMG），带一级齿轮箱的永磁发电机（PMGIG），带一级齿轮箱的双馈感应发电机（DFIGIG）。

该比较是在指定风力环境中，以成本和年发电量的基础上作比较，DFIG3G是采用标准件的一种廉价方案。

DFGIG在经发电量与成本比角度考虑而言，似乎是最有吸引力的。

DDPMG具有最大的发电量，但尽管它比DDSG要便宜，但它比带齿轮箱的发电机系统要昂贵。

【总页数】7页(P26-32)
【作者】Henk．Polinder[英];吴键（翻译）;蔡罗强（校对）
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM614
【相关文献】
1.应用于直驱型永磁同步风力发电机的一种死区补偿方法 [J], 杨春源;金结红
2.堡盟用于直驱式风力发电机的无齿轮多圈绝对值编码器 [J], 堡盟电子(上海)有限公司
3.一种用于直驱型风力发电机的高电压穿越技术的研究 [J], 潘莞奴;谢冬梅
4.用于直驱式风力发电机的无齿轮多圈绝对值编码器 [J],
5.堡盟用于直驱式风力发电机的无齿轮多圈绝对值编码器 [J],
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直驱式和双馈式风力发电机组介绍

双馈式与直驱式风力发电机组介绍1、双馈式发电机组双馈式风力发电机组的叶轮通过多级齿轮增速箱驱动发电机,主要结构包括风轮、传动装置、发电机、变流器系统、控制系统等。

双馈式风力发电机组系统将齿轮箱传输到发电机主轴的机械能转化为电能,通过发电机定子、转子传送给电网。

发电机定子绕组直接与电网连接,转子绕组与频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的变流器相连。

变流器控制电机在亚同步与超同步转速下都保持发电状态。

在超同步发电时,通过定转子两个通道同时向电网馈送能量,这时变流器将直流侧能量馈送回电网。

在亚同步发电时,通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产生制动力矩使电机工作在发电状态,变流系统双向馈电,故称双馈技术。

双馈风力发电变速恒频机组示意图变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁,使得双馈发电机的定子侧输出电压的幅值、频率与相位与电网相同,并且可根据需要进行有功与无功的独立控制。

变流器控制双馈异步风力发电机实现并网,减小并网冲击电流对电机与电网造成的不利影响。

提供多种通信接口,用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统的集成控制。

提供实时监控功能,用户可以实时监控风机变流器运行状态。

变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术。

在发电机的转子侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略,电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略;系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网与最大功率点跟踪控制功能。

功率模块采用高开关频率的IGBT功率器件,保证良好的输出波形,改善双馈异步发电机的运行状态与输出电能质量。

这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功与无功的解耦控制,就是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。

2、直驱式发电机组直驱式风力发电机组的风轮直接驱动发电机,主要由风轮、传动装置、发电机、变流器、控制系统等组成。

为了提高低速发电机效率,直驱式风力发电机组采用大幅度增加极对数(一般极数提高到100左右)来提高风能利用率,采用全功率变流器实现风力发电机的调速。

双馈风电机组与直驱风电机组比较-1019

双馈风电机组与直驱风电机组比较现在全世界风电机组中，约85%以上是双馈机型。

尤其在技术、稳定性及可靠性要求更高的海上机组中，基本采用了技术成熟且可靠性好的传统技术方案。

从目前国内的情况来看，双馈变桨变速型风机的装机容量最大。

代表厂家包括vestas，GE，GAMESA，华锐，东汽，国电联合动力、明阳、上海电气、运达等。

1 部件差异在发电机、变频器、齿轮箱等风机主要部件中，双馈和直驱机型都存在一定的差异。

从发电机看：目前双馈机组采用双馈式异步发电机，高速异步电机技术成熟。

而直驱机组多采用低速多极发电机，发电机的励磁方式分为永磁和电励磁两类。

直驱式发电机由于转数低，且磁极数很多，通常在90极以上，而且体积和重量相比双馈式机组也大很多，对其轴承等转动部件要求极高。

另外，永磁材料在震动、冲击、高温、电机短路情况下容易发生失磁的现象；而且材料中含有铁，在海上强盐雾的情况下防腐问题难以解决；同时，由于永磁材料存在永久的强磁性，无法在现场条件下检修，所以一旦出现问题只有返回厂家才能维修，现场不具有可维护性，给运行带来了很大的隐患。

而双馈式异步风电机则具有技术成熟可靠，成本低，重量轻、易维护等优点。

从变频器看：直驱机组采用的是全功率变频器，容量大，必须采用多模块并联，增加了故障率，价格昂贵，并且变频器产生谐波大。

双馈机组中仅有转差功率经过变频器，充分发挥了双馈发电机以小博大的优点，所以变频器容量小，价格低，并且机组的谐波小。

从齿轮箱看：直驱机组不采用齿轮箱，风轮直接带动发电机转子旋转。

省去齿轮箱会减少齿轮箱的机械故障，但风轮与发电机直接连接会增加叶片的冲击载荷，并且将其直接传递到发电机上，增加了发电机出故障的可能性。

双馈机组采用齿轮箱将风轮转速升高，提高了发电机的效率，而齿轮箱技术从上世纪90年代起已经发展的非常成熟，其故障率已经非常低。

从主轴承看：直驱机组主轴承尺寸非常大，承载复杂，为保证电机气隙均衡，抗变形要求高。

直驱型风力发电机组的比较

直驱式永磁同步风力发电机概述

(整理)双馈型风机与直驱型风机的比较分析.

双馈型风机与直驱型风机的比较分析

直驱型风力发电机的优越性和特点

直驱风机与双馈风机的主要区别

直驱型与双馈型比较

直驱与双馈风力发电机的优缺点对比

双馈式_直驱式风力发电机的对比

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最新双馈型风机与直驱型风机的比较分析

双馈式、直驱式风力发电对比

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

关于双馈型与直驱型风力发电机特点的比对(第2版)

直驱与双馈机组的对比分析

直驱型风力发电机组的比较

直驱风机与双馈风机的主要区别

双馈式、直驱式风力发电机的对比

用于风力发电的直驱型和齿轮增速型发电机概念的比较

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双馈风电机组与直驱风电机组比较-1019