高压双馈风力发电机成为发展趋势

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Ｔ ａｊｎＳ ＲＩ ｃ ｉｅｙＥ ｕｐ ｎ ｏ，ｔ ｉｎｉ Ｅ ｈｎ ｒ ｑ ｉｍｅ ｔ ． ｄ Ｍａ Ｃ Ｌ
摘
要 ： 绍研 发 高压 双馈 电机 的重 要意 义 ， 介 介 并 双馈风 力发 电机
定 电流为７ ３ 转子导线 的截面积在３５ ２ Ａ， １ｍｍ２ 。
《 机 技术》２ １ 年 第 ６期 ・ ３・ 电 ００ ｌ
理论与设计
设计和制造 这么大截面积的定子线圈和转子线 圈， 不仅生产工艺难 度大， 质量不好保证 ， 而且
在 成 本上 也不 经 济。 果 是 ５０ Ｗ及 以上 的发 电 如 ．Ｍ 机， 那就 更 不敢 想 象 的了。
分， 它是能量转 换的核心 ， 也是 提高风 电机组发
电效率 的关键 。 当前 我国１ ＭＷ到３０ ． ５ ． ＭＷ双馈 风 力发 电机的输 出额 定 电压都是 ６ ０ ， ９ Ｖ 相对 于 风力发 电机 的额定容量来说是偏低的。 世界上大 多数国家生产的相同容量的电动机 ， 额定 电压 其 有３ Ｖ ６ Ｖ Ｏ Ｖ＝个 电压等级 ， ９ Ｖ ｋ 、 ｋ 和ｌ ｋ 而６ ０ 这样 低的 电压等级 对风力发 电机 的电磁 设计和生产 工艺都带来相当多的难题 ， 这对提高风力发电机 的技 术水平和产 品质量都是不利的因素。 例如 ， 某公司生产 的１ ＭＷ双馈 发 电机 ， ． ５ 其定子额定 电流为１７ Ａ、 ０ ８ 定子导 线的截面 积为５ ． ６８ ｍｍ 、
发电是我 国能源 可持续发 展的现 实而重要 的选 择。 而大力发展风 电和快速 提高风 电设备制造技
术水平是我国能源建设的当务之急。
兆 瓦 级 变 浆 距 双 馈 风 电机 组 是 世 界 风 力 发
电的主力机 型， 国内外众 多风电场得到了广泛 在
转 子 额定 电流 为 ４ ２ 转 子 导 线 的截 面积 为 １ Ａ，
理论与设计
高压 双馈风 力发 电机 成为 发 展趋 势
张新 凯 吴 宇凤 段 慧
天 津赛 瑞 机 器 设 备有 限 公 司 （ ０ ３ １ ３ ００ ）
ＨＶ ｏ ｌ — ｅ ｉ ｄ－ ｒ ｖ ｎ Ｇｅ ｅ ａ ｏ ｃ ｍ ｉ ｏ ａ ’ ｖ ｌ ｐ ｅ ｅ ｄ ｎｃ Ｄ ｕｂ ｅ ｆ ｄ Ｗ ｎ ｄ ｉ ｅ ｎ ｒ ｔ ｒ Ｂｅ ｏ ｎｇ Ｔ ｄ ｙ ｓ Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｎｔＴ ｎ ｅ ｙ
国内外风 电市场， 提高我国风 电产品的核心竞争
力， 光靠 引进技术是 远远不够 的， 必须 下大力气 做好技术创新工作 ， 才能永远立于不败之地 。
本 文 在 分 析 了 兆 瓦 级 双 馈 风 电机 组 的 组 成 和 双 馈 风 力发 电 机 的 电磁 设 计及 生 产 工 艺 的基
百度文库
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１ ＭＷ￣ ３ ． ５ Ｊ ＩＭＷ双馈风 电机组 的能 力。 想占领 要
绍了所 研发样机 的部 分数据 。 关键词 ： 电压 高
中图分类 号： Ｍ ３ ５ 文献标 识码 ： Ｔ １ Ａ
ＤＯＩ 码 ： ０３ ６ ／． ｓ ．０ ６ ２ ０ ．０ ００ ．０ 编 １ ．９ ９ｊ ｓｎ１ ０ －８ ７２ １ ．６０ ５ ｉ
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｖ ｌｐ ｎ ｆｔ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｇ ｅ ｉ ｅ ｉ ｎ ｔ ａ ｔ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｌ ｃ ｒ ｍａ ｎ ｔ ｄ ｓ ｈ ｃ ｇ ｏ ｉ ｈ ｖ ｌａ ｅ ｄ ｕ ｌ — ｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｓｉ ｔｏ ｕ ｅ ｉ ｆ ｈ ｇ － ｏ ｔ ｇ ｏ ｂ ｅ ｆ ｅ ｅ ａｏ ｒ ｄ ｃ ｄ ｗｈ ｌ ａ ｅ ｗａ ｎ ｅ
现行 的双馈风力发电机输 出的６ ０ 低 压电 ９Ｖ 流， 还需要通过输 电电缆和升压变压器才能与高 压供 电网络相联 ， 到输送 电能的 目的。 达 升压变 压器的容量与风力发 电机 的功率相同， 不仅费用 高， 而且控制复 杂， 降低了风电机 组整机的可靠 性。 由于风 力发 电机输出的低压 电流很大 ， 产生 在过长输 电电缆上的电损也相当可观 ， 造成发电 机组整机效率下降。 总而 言之 ， 低压双馈 风电机组在技术上、 经
具备商业化大规模开发条件的新能源。
我国的风能资源十分丰富， 根据 国家气 象局 估计， 我国１ｍ高度 以内可开发利用的地表 风 电 ０
能 源 约为 ｌ亿 千瓦 ， 中陆 地 ２５ 千瓦 ， 上７５ ０ 其 ．亿 海 ．
亿千瓦， 如果 扩展 到５ ｍｍ一 ０ ０ ６ ｍ以上高度 ， 风 力资源将有 望扩展￣ ２ ～ ５ Ｅ ０ ２ 亿千瓦 。 Ｊ 因此 ， 力 风
１０ ３Ｏ ５ ｍｍ ； ． ＭＷ双馈发 电机的定子额定电流为
应 用， 代表着世界风 力发 电技术发 展的方向。 通 过 技 术 引进并 消化 吸收 ， 国已经掌 握 了兆瓦 我
级 双 馈 风 电机 组 的核 心 技 术 ， 备了规 模 生 产 具
１ ７ Ａ、 ９ ４ 定子导线的截面积在 ７ ． ６５ ｍｍ２ 转 子额 、
ｇ ｎ ｒｔ ｒ ｅ ｅ ａｏ
础 上， 出了高压 双馈风 力发 电机的创新方案 ， 提 并论述了研发该方案的技 术和经济可行性。
１ 兆瓦级 双馈风 电机组 的现状
风 能是一种不产 生任 何污染排 放 的可再 生 自 能源。 然 与太 阳能 、 生物 能 、 地热能和 海洋能 发电相比， 电是 当前世界上技术 和经济方面最 风 双馈 风力发 动机是风 电机 组 的重要 组成部
１ ＭＷ高压双馈风 力发电机样机 的部分设 ． ５
计数据如下： 额定输出功率为１２ ｋ 额定频率 ５ ０ Ｗ、
为 ５ Ｈｚ 额 定 电压 为１．ｋ 定子 电流 为１ １ ０ 、 ０５ Ｖ、 ２Ａ、
转子 开路 电压为１３ Ｖ 转子电流为５ ４ 其部 ５８ 、 ０ Ａ。
分 电磁 设计 数 据 如下 ： 子齿 磁 密为 １５ ．．Ｔ 定 ．Ｔ １ 、 ６